Genom att introducera den andra fasen gör den ökade fasgränsen Mg lättare att diffundera och komma in i Sn, vilket effektivt stimulerar den elektrokemiska reaktiviteten av Sn med Mg. Kredit:Science China Press
Relativt svår legeringsreaktion och trög diffusionskinetik för Sn-baserade anoder begränsar deras praktiska tillämpningar i magnesiumjonbatterier (MIB). För att hantera dessa dilemman föreslogs en generell strategi för att reglera den elektrokemiska reaktiviteten och prestandan hos Sn-baserade anoder för Mg-lagring genom införandet av den andra fasen och fasgränsen.
De tvåfasiga Sn-Al-, Sn-Pb- och Sn-ZnO-filmerna tillverkades vidare via magnetronsamförstoftning. Med Sn-Al som ett exempel har det avslöjats att införandet av Al effektivt kan stimulera den elektrokemiska reaktionen av Sn med Mg i antingen nanoskala eller bulk genom att kombinera experiment med densitetsfunktionella teoriberäkningar. Speciellt uppvisar den rullade Sn-Al-elektroden överlägsen långtidsstabilitet över 5000 cykler.
Dessutom undersöktes Mg-lagringsmekanismen för Sn-Al-elektroden genom operando-röntgendiffraktion. Sn-Al-anoderna visar också god kompatibilitet med enkla Mg-saltbaserade elektrolyter som Mg(TFSI)2 i hela celler. Ännu viktigare, det har autentiserats att aktiveringseffekten av andra fasen och fasgränsen till Sn också är tillämplig på Pb och ZnO. Dessa fynd kan ge en gynnsam referens för utvecklingen av anoder av legeringstyp för MIB.
Denna studie leddes av professor Zhonghua Zhang (School of Materials Science and Engineering, Shandong University). Resultaten publicerades i Science China Chemistry . + Utforska vidare
