崔光磊研究员开发出自支撑耐高温镁电池聚合物电解质

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随着对太空和地下资源开发需求的日益增长，人们迫切需要开发出可以耐高温（>100℃）的特种电源。然而，目前商业化的锂离子电池通常在工作温度超过80℃时就会出现显著的性能下降，甚至会发生热失控和爆炸，造成严重的安全事故。镁金属因具有化学稳定性好、熔点高（651℃）和不易生长枝晶等特点而表现出很高的安全性。基于此，镁金属电池在耐高温特种电源领域具有重要的应用潜力。然而，常规的液态镁电解质只能在较窄温度范围内工作，因此开发耐高温的镁电解质体系是发展高温镁电池的关键。
　　近期，青岛能源所崔光磊研究员带领的固态能源系统技术中心与青岛科技大学等单位合作，开发出了一种新型自支撑单离子导体聚合物电解质，以该电解质所组装的镁金属电池表现出优异的高温电化学性能和安全性。该自支撑聚合物电解质具有优异的电化学稳定性，其电化学窗口高达4.8 V（vs. Mg/Mg2+）。此外，由于具有类单离子导体的结构，该自支撑聚合物电解质的镁离子迁移数达到0.79，远高于常规液态电解液，所组装的Mg//Mg对称电池可以进行稳定的极化长循环，且循环后的镁负极表面没有明显的不均匀沉积。由于具有较高的热稳定性和良好的阻燃性，基于该电解质所组装的Mo6S8//Mg电池不仅可以在宽温区范围内（30-150 °C）进行充放电循环，还在滥用状况下展现出很高的安全性。该工作极大地推动了高温、高安全镁电池及其关键材料的发展。

　　

　　相关研究成果发表在Advanced Energy Materials，青岛能源所葛雪松、宋富辰和杜奥冰为论文的共同第一作者，崔光磊研究员和青岛科技大学周新红教授为论文的通讯作者。上述工作得到了国家自然科学基金、中国科学院战略先导项目、山东省重点研发计划等项目的支持与资助。（文/图 葛雪松 杜奥冰）
　　原文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/aenm.202201464
　　Xuesong Ge#, Fuchen Song#, Aobing Du#, Yaojian Zhang, Bin Xie, Lang Huang, Jingwen Zhao, Shanmu Dong, Xinhong Zhou*, Guanglei Cui*. Robust Self-Standing Single-Ion Polymer Electrolytes Enabling High-Safety Magnesium Batteries at Elevated Temperature. Advanced Energy Materials. DOI: 10.1002/aenm.202201464.
　　
         文章来源：青岛能源所
       崔光磊，博士，研究员，博士生导师，享受国务院特殊津贴专家，先后获得中科院“百人计划”终期评估“优秀”奖、山东省“泰山学者”特聘专家、国家自然科学基金“杰出青年”基金获得者称号等。2000年于青岛化工学院应化系获得应用化学硕士学位，2005年于中国科学院化学所获得有机化学博士学位，2005年9月至2009年2月先后在德国马普协会高分子所和固态所从事博士后研究。现任中科院青岛能源所学位委员会主任、学术委员会副主任，能源应用技术二级所所长，青岛储能产业技术研究院执行院长、青岛太阳能储能重点实验室主任。国际聚合物电解质委员会委员、中国电化学会委员、中国固态离子会理事。主要从事低成本高效能源储存与转换器件的研究开发工作。作为负责人和主要参与者承担国家973计划、863计划，国家自然科学基金项目，中科院先导专项、国际合作项目及企业横向项目等多项科研项目，经费8000多万。先后在材料、化学、能源材料等方面的国际权威杂志Angew. Chem. Int. Ed.、J. Am. Chem. Soc.、Adv. Mater.、Adv. Energy Mater.、Energy Environ. Sci.、Coordin. Chem. Rev.、Prog. Polym. Sci.等发表文章160多篇，SCI总引用6500多次，他引5000多次。