Simultaneous optimization of solvation structure and water-resistant capability of MgCl2-based electrolyte using an additive combination of organic and inorganic lithium salts

电解质 溶剂化 锂(药物) 无机化学 化学 化学工程 材料科学 电极 有机化学 分子 物理化学 医学 内分泌学 工程类
作者
Haiyan Fan,Xinxin Zhang,Jianhua Xiao,Yitao Lin,Shuaiyang Ren,Yuxing Zhao,Hua Yuan,Ludi Pan,Qiyuan Lin,Haowen Liu,Yipeng Su,Yi Su,Yang Liu,Yuegang Zhang
出处
期刊:Energy Storage Materials [Elsevier BV]
卷期号:51: 873-881 被引量:21
标识
DOI:10.1016/j.ensm.2022.07.023
摘要

The inefficient operation of Mg batteries associated with the high sensitivity of electrolyte to impurities (water, air, etc.) seriously impedes their practical use. Here, we report a water-resistant MgCl2-based electrolyte consisting of low-cost organic lithium hexamethyldisilazide (LiHMDS) and inorganic lithium chloride (LiCl) dual-salt additives. The electrolyte displays excellent electrochemical performance for reversible Mg stripping and plating, with overpotential of 0.15 V and 0.30 V at 5 mA cm–2 and 10 mA cm–2, respectively, and Coulombic efficiency (CE) up to 100%. It keeps its reactivity even with the presence of 1000 ppm H2O or ∼3% impurities introduced by using impure reagents (MgCl2, 97%) during its synthesis. Experimental characterization and theoretical calculations reveal that the single-salt additive of organic LiHMDS in MgCl2/THF is a “double edged sword”:the upside is that, with a small amount added, it contributes to reduce the de-solvation energy of Mg2+by forming water-resistant [MgxLiyHMDSzCl2x+y-z· nTHF] aggregates with MgCl2 salts; the downside is that, while its amount increases, it starts to dissociate those functional aggregates. On the other hand, adding an inorganic salt LiCl as co-additive can reconstruct [MgxLiyHMDSzCl2x+y-z· nTHF] aggregates and avoid their dissociation. With this hybrid electrolyte, a Mg//Mo6S8 full cell can achieve a discharge specific capacity of 83 mA h g–1 even after 10,000 cycles at a high rate of 31.1 C (1 C = 128.8 mA g–1). This solvation structure reconstruction approach has far-reaching significance for the electrolyte design for rechargeable magnesium batteries.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
张立佳完成签到 ,获得积分10
2秒前
3秒前
3秒前
学术菜鸡123完成签到,获得积分10
4秒前
槿一完成签到 ,获得积分10
7秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
8秒前
aircraft06完成签到,获得积分10
11秒前
qianci2009完成签到,获得积分0
11秒前
猫猫头完成签到 ,获得积分10
13秒前
苏苏完成签到 ,获得积分10
18秒前
20秒前
努力发芽的小黄豆完成签到 ,获得积分10
20秒前
21秒前
Hh完成签到,获得积分10
23秒前
天天开心完成签到 ,获得积分10
26秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
27秒前
高兴的海白完成签到,获得积分10
30秒前
HH完成签到,获得积分10
31秒前
平凡世界完成签到 ,获得积分10
37秒前
Ezio_sunhao完成签到,获得积分10
37秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
38秒前
阿坤完成签到 ,获得积分10
39秒前
林登万完成签到,获得积分10
41秒前
zoe完成签到 ,获得积分10
45秒前
47秒前
49秒前
喝酸奶不舔盖完成签到 ,获得积分0
49秒前
yusovegoistt发布了新的文献求助10
51秒前
溆玉碎兰笑完成签到 ,获得积分10
52秒前
鲍复天完成签到,获得积分10
54秒前
小小莫发布了新的文献求助10
54秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
55秒前
英俊的铭应助yusovegoistt采纳,获得10
56秒前
advance完成签到,获得积分10
57秒前
雷晨晨完成签到 ,获得积分10
1分钟前
liufan完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
小小莫完成签到,获得积分10
1分钟前
清脆的大开完成签到,获得积分10
1分钟前
量子星尘发布了新的文献求助10
1分钟前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
网络安全 SEMI 标准 ( SEMI E187, SEMI E188 and SEMI E191.) 1000
Inherited Metabolic Disease in Adults: A Clinical Guide 500
计划经济时代的工厂管理与工人状况(1949-1966)——以郑州市国营工厂为例 500
INQUIRY-BASED PEDAGOGY TO SUPPORT STEM LEARNING AND 21ST CENTURY SKILLS: PREPARING NEW TEACHERS TO IMPLEMENT PROJECT AND PROBLEM-BASED LEARNING 500
The Pedagogical Leadership in the Early Years (PLEY) Quality Rating Scale 410
Why America Can't Retrench (And How it Might) 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 纳米技术 计算机科学 内科学 化学工程 复合材料 物理化学 基因 催化作用 遗传学 冶金 电极 光电子学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 4613016
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4018011
关于积分的说明 12436990
捐赠科研通 3700338
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2040716
邀请新用户注册赠送积分活动 1073470
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 957104