高溫電池作為特種電池的重要分支，在資源勘探、航空航天、軍事裝備及車載電子設備等多個領域具有廣泛應用。鑒于鎂金屬具備優異的化學穩定性、高熔點及不易生長枝晶等優勢，鎂金屬電池被認為是開發耐高溫特種電源的理想選擇。由于高溫條件下電解質的穩定性及界面反應仍面臨諸多挑戰，因此設計耐高溫電解質，并在鎂負極表面原位構筑導鎂固體電解質界面，是推動高溫鎂金屬電池實用化的關鍵。
近日，青島能源所固態能源系統技術中心在高溫鎂金屬電池聚合物電解質研究方面取得重要進展。研究團隊在新型鎂電池聚合物電解質開發及鎂金屬負極界面構筑等研究基礎上，選用具有高熱穩定性和優異鎂負極兼容性的聚環氧氯丙烷進行改性，并引入雙官能團小分子季銨化交聯劑的策略，成功實現了聚環氧氯丙烷的原位交聯，并在其中引入季銨根官能團。研究發現，原位生成的季銨根官能團具有較低的最低未占分子軌道（LUMO）能級，可優先在鎂金屬負極表面發生分解，進而形成富含Mg3N2的有機-無機復合固體電解質界面層?；谠撾娊赓|體系組裝的Mo6S8//Mg電池在150°C高溫下表現出優異的循環穩定性，穩定循環超過200圈，容量保持率超過80%。此外，該電池還在濫用狀況下展現出優異的安全性。該研究為高溫鎂金屬電池的電解質分子設計及界面優化提供了新的研究思路，有望推動高溫鎂金屬電池技術的發展。
原位交聯聚合物電解質及其衍生的負極界面實現高溫鎂金屬電池的穩定循環
相關研究成果近日發表于Advanced Materials期刊，論文第一作者為青島能源所與青島大學聯合培養研究生陳明傲，通訊作者為青島能源所崔光磊研究員、葛雪松副研究員以及青島大學李洪亮教授。該研究得到了國家重點研發計劃、國家自然科學基金、青島市自然科學基金等項目的支持。
此外，崔光磊和青島科技大學李桂村教授、張忠華副教授等人結合近年來在鎂電池電解質領域的研究積累，系統梳理了胺類和磷酸酯類功能添加劑在鎂離子溶劑化結構調控、界面演化及鎂金屬沉積/溶解動力學等方面的功能機制。相關觀點亦發表于Advanced Materials期刊，為深入理解分子間電離/締合過程及獨特界面形成機制提供了新見解，也為高性能鎂電池的開發指明了前進的方向。
