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北京，5月6日，《科技日报》记者从中国科学院深圳先进技术研究所获悉，该研究所和其他单位的研究人员已经成功开发了一种基于不溶性有机阴极材料的新型镁基双离子电池。相关研究成果发表在国际顶级能源材料杂志《储能材料》上。
近年来，锂离子电池已广泛应用于消费电子设备、新能源汽车、储能等领域。然而，锂资源有限且分布不均，这使得未来难以满足大规模储能的低成本要求。镁离子电池因其容量大、储量丰富的优点，在大规模储能领域具有良好的应用前景。然而，金属镁阳极在有机电解液中容易钝化，导致镁离子不可逆的沉积/溶解。此外，仍然缺乏用于镁离子可逆嵌入/脱嵌的阳极材料，这限制了镁电的发展。”中国科学院深圳先进技术研究所通讯作者和研究员唐永兵说。
与传统的无机电极材料相比，有机电极材料由于其官能团与离子之间温和的氧化还原反应，在镁的储存方面具有巨大的潜力。同时，如果能结合双离子电池的工作机理，利用阴离子插层石墨阳极的高反应电位和快速阴离子扩散动力学，可以大大提高镁离子电池的工作电压和电化学性能。
有鉴于此，研究人员开发了一种新型镁基双离子电池，它以3，4，9，10-苝四羧酸二酰亚胺(PTCDI)小分子有机材料为负极，膨胀石墨为正极，含镁盐的离子液体为电解液。结果表明，镁基双离子电池具有优异的倍率性能和循环性能，20C时的高倍率充放电容量保持率为85%，5C时500次循环后的容量保持率为95.7%。唐永兵说，这项工作拓宽了镁离子电池电极材料的选择范围，为开发新型储能装置提供了新思路。(记者卢成宽)
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