《Nano Lett》亲镁涂层实现复合镁金属阳极高利用率

科技 08-12 来源：高分子能源

金属镁是一种很有前途的高容量负极材料，可用于锂离子电池以外的储能技术。然而，大多数报道的 Mg 金属阳极只能在浅循环 (≤1 mAh cm –2 ) 下循环，因此 Mg 利用率低 (<3%) 条件下，显着损害了它们的能量密度特性。在此，首次通过在铜箔上涂覆亲镁金纳米粒子，实现了容量利用率高达 75% 的复合镁金属负极。得益于均匀的离子通量和均匀的沉积形态，镀镁的 Au-Cu 电极在 75% 的 Mg 利用率下，在 170 小时的循环中表现出 99.16% 的高平均库仑效率。此外，基于镀镁 Au-Cu 阳极和 Mo 6 S 8的全电池正极在 1.33 的低负/正比下在 300 次循环后实现了 80% 的出色容量保持率。这项工作提供了一种简单而有效的通用策略来提高镁的利用率和可逆性，也可以扩展到其他金属阳极。

图文简介

亲镁 Au 涂层修饰的 Cu 电极的示意图设计概念，以实现高能量密度 RMB 的深度循环和高度可逆的复合 Mg 金属阳极。(a) 不同利用率的镁阳极的体积容量。镁金属全电池示意图，(b) 镁箔负极具有充足的过剩容量，显示出较差的能量密度，(c) 镀镁的 Au-Cu 复合负极具有高容量利用率，实现了高能量密度。(d) 裸铜和 (e) Au-Cu 电极上 Mg 电镀/剥离行为的示意图，表明亲镁 Au 涂层可以均匀电场和离子通量分布，引导均匀 Mg 沉积，并抑制“死”Mg 形成在铜电极表面。

Au-Cu 电极的表征。(a) Au-Cu 箔的 WAXS 结果。（b，c）（b）裸铜和（c）Au-Cu箔的SEM图像和数码照片。(d) 吸附在 Cu (111) 和 Au (111) 面上的 Mg 的吸附构型和相应的结合能。这里，蓝色、黄色和深黄色球分别代表铜、金和镁原子。在 (e) 裸铜和 (f) 容量为 2 mAh cm –2的 Au-Cu 箔上镀 Mg 的 SEM 图像。模拟 (g) 裸铜和 (h) Au-Cu 电极在 5 mA cm -2下的局部电流密度分布。这里，颜色对应于局部电流密度，黑线代表离子通量流线。