隨著全球許多國家電動和混合動力汽車使用量的增加，開發安全且性能更好的電池技術變得越來越重要。最值得注意的是，工程師一直在努力提高電池的安全性和能量容量，同時確保其可擴展性並減緩其隨時間的退化。

可滿足電子產業需求的電池技術包括基於鎂（Mg）和鈣（Ca）等低還原電位陽極材料的可充電多價金屬電池（即採用多價離子的電池）。如果使用陽極、陰極和電池的正確組合來開發這些電池，則可以表現出高能量密度。電解質。

近年來，研究已經確定了用於這些電池的各種具有成本效益的陽極材料。另一方面，許多提出的電解質要么難以來源，要么依賴複雜的合成工藝，這使得它們難以大規模製造。

浙江大學、浙江大學-杭州全球科技創新中心和大連理工大學的研究人員最近推出了一種新的通用方法，可以實現多價金屬電池的高性能和可擴展電解質。他們提出的策略概述於紙在自然能源，可以幫助設計可逆且更便宜的電解質系統，這可能對下一代有價值電池技術。

「高能量密度多價金屬電池需要高性能、經濟高效的電解質系統，」李思源、張嘉輝和他們的同事在論文中寫道。

「然而，昂貴的前驅物和複雜的合成過程阻礙了對陰極電極/電解質界面和溶劑化結構的探索。我們開發了一種通用的陽離子置換方法，從有機硼酸鋅溶劑化結構製備低成本、高可逆性的鎂和鈣電解質。

該研究小組引入的方法跨越多個步驟。首先，研究人員促使一種廉價且容易取得的 Zn(BH₄）₂與不同的氟代醇形成前驅物，產生具有各種支鏈的目標陰離子。

隨後，這些陰離子溶劑化物與具有較高金屬活性的低成本金屬箔反應，產生目標溶劑化結構。為了抑制溶劑的持續分解並保持穩定的電池循環，研究人員提出基於兩種鈣溶劑合物形成鈍化層。

研究人員在論文中解釋說：“通過合理調整前體鍊長度和 F 取代度，我們可以微調陰離子在初級溶劑化殼中的參與。”「完全解離的有機硼酸鎂電解質可實現高電流耐受性並增強電化學動力學，而具有強配位/B-H夾雜物的有機硼酸鈣電解質可提供穩定的固體電解質界面，並具有高庫侖效率。

到目前為止，研究人員已經使用他們的方法製造了 53.4 瓦時公斤^Ø1基於 Mg/S 的高負載電池原型，其中包含 30μm Mg 陽極、低電解液/硫比 (E/S-=-5.58-μl-mg^Ø1）和改良的隔板/夾層。在最初的測試中，電池原型取得了有希望的結果，凸顯了這種方法為多價金屬電池創造有利且低成本的電解質的前景。

未來，本文介紹的方法可以為創建各種依賴更實惠的材料和更簡單的加工策略的可逆電解質系統鋪平道路。這些電解質可用於製造可擴展且安全的多價電解質金屬具有更高能量密度的電池。

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