近日，长江师范学院材料科学与工程学院李佶彪博士领导的理论研究组与苏州大学能源学院耿凤霞教授领导的实验研究组开合作，在氧化物电极高效存储Mg离子技术中取得取得进展，相关工作以“Genuine divalent magnesium-ion storage and fast diffusion kinetics in metal oxides at room temperature”为题，在线发表在《美国科学院院刊》PNAS (IF=11.205)。

可充放电Mg离子电池代表了能够克服锂离子技术不足的一种重要离子电池方案。然而，开发有优势的室温镁离子电池面临两个瓶颈：一个是含镁电解液复合体分子的断键过程，另一个是Mg²⁺离子极低的迁移率。尤其是在氧化物电极中后一个瓶颈显得更加突出。实验研究组通过引进质子预处理方法成功地克服了第一个瓶颈；理论研究组发现氧化钛电极表面自身具备的Smoluchowski效应是能够克服第第二个瓶颈，进而实现Mg离子的异常快速的充放电和循环性能，其中Mg离子迁移率（1.8 × 10⁻⁴ S ⋅ cm⁻¹）已经和聚合物电解液中相当。这个工作成功展示了开发氧化物电极镁离子电池方面十分可靠的技术，也对插层化学和插层动力学的认识有重要推动意义。

(材料学院供稿)

论文链接：https://doi.org/10.1073/pnas.2111549118