镁金属电池——双(二异丙胺基)镁新型电解液
镁金属电池
镁金属电池是2000年以色列科学家多伦·奥尔巴赫(Doron Aurbach)首次提出，由负极材料镁、嵌入镁的正极材料和电解液组成。在元素周期表中，镁与锂处于对角线位置，两者有相似的化学性质。与锂相比，镁具有如下优势：
(1) 二价镁离子携带电荷更多，理论上能量密度更高；
(2) 我国是世界上最大的原镁产量国，占全球市场的70％以上，产能充足，竞争充分；
(3) 锂金属产生树枝状锂枝晶(如图一)，易引发短路甚至爆炸，金属镁不会出现枝晶更安全。
因此镁金属电池被视为“后锂电池”时代极具发展潜力的电池体系之一。
图一来源于期刊：Chem. Rev. 2017, 117, 10403−10473
双(二异丙胺基)镁(简称MBA)新型电解液
研发人员致力于开发新的电极材料且改进电解液，其中液态电解液是当前镁离子电池体系最适合的电解液之一，包括无机电解液、有机镁氯铝酸盐电解液、非亲核电解液(HMDSMgCl)、硼基电解液等。基于双酰胺镁的(HMDS)2Mg-AlCl3电解液在镁-硫电池中具有出色的电化学性能，研发人员开发了与其结构相似的MBA新型电解液，MBA的电解液是一种低成本且非亲核的有机镁盐，匹配硫正级以实现高能量密度的镁-硫电池。
MBA新型电解液应用
2021年上海交大努丽燕娜课题组发表基于MBA和离子液体的无氯电解液，该电解液用于可充电镁电池(如图二)，在这项工作中，研究者开发出1-丁基-1-甲基哌啶鎓双(三氟甲基磺酰)亚胺(PP 14 TFSI)离子液体和MBA的无氯电解质，可以改善离子电导率并扩大氧化稳定电位[1]。2022年该课题组报道了一种含有Mg2+/Li+混合电解质的镁-硫电池储能系统，硫化聚丙烯腈(S@pPAN)复合材料作为阴极，非亲核电解质MBA-(MgCl2)2-(AlCl3)2+LiCl/THF进一步增强了电化学性能，比亲核电解质(PhMgCl)2-AlCl3+ LiCl/THF效果更好[2]。以上双(二异丙胺基)镁(MBA)均购自研峰科技。
图二来源于期刊：ACS Appl. Mater. Interfaces 2021, 13, 32957–32967
参考文献：
[1]ACS Appl. Mater. Interfaces, 2021, 13, 32957–32967
[2]Chemical Engineering Journal, 2022, 427, 1385-8947
