先进材料与能源器件组在镁电池领域取得新进展

近日，151amjs澳金沙门先进材料与能源器件团队陈松博士在镁电池研究方面取得新进展。相关工作“Unusual Hybrid Magnesium Storage Mechanism in a New Type of Bi₂O₂CO₃Anode”发表在国际期刊Nano Letters (DOI:org/10.1021/acs.nanolett.3c02465)，陈松为论文第一作者，张文明教授和新加坡科技设计大学杨会颖教授为共同通讯作者。

铋和铋基化合物作为可充电镁电池的潜在候选负极已被广泛研究。然而，典型的合金化反应机制导致的储镁能力不理想严重限制了镁电池负极的实际应用。本工作通过对Bi₂O₂CO₃的层间结构进行微调，制备出聚苯胺嵌入的Bi₂O₂CO₃纳米片，提高了Bi₂O₂CO₃的储镁能力、倍率性能和长循环寿命。同时，在原位/非原位研究中发现这种逐步嵌入-转化-合金化反应机制可以有效稳定电池性能。此外，第一性原理计算证实了Bi₂O₂CO₃与聚苯胺的耦合不仅增加了态密度和内部自建电场诱导的电导率，同时显著降低了镁离子迁移的能量势垒。我们的发现为探索具有合适工作机制的高性能可充电电池的新电极材料提供了启示。

以上研究工作得到了国家自然科学基金和新加坡教育部学术研究项目等经费的资助和支持。

全文链接：https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.3c02465.