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水系镁空气电池电解液研究进展OA

Research progress in electrolytes for aqueous Mg-air batteries

中文摘要英文摘要

镁空气电池以其理论能量密度高、安全性好、成本低和环境友好等突出优势,近年来受到广泛关注,但关于水系镁空气电池电解液的系统化综述仍相对匮乏.由于镁阳极在水系环境中易发生自腐蚀、放电产物堆积及严重块效应,导致阳极利用率低、工作电压偏低且波动明显,使电解液成为制约镁空气电池实际应用的关键因素.为此,本文系统梳理了水系镁空气电解液的基本特性与关键影响因素,重点从电解液体系选择、界面调控策略以及添加剂作用机制等方面展开综述.内容涵盖含氯与无氯近中性电解液的结构特点与适用性,无机、有机及复合添加剂的调控作用,以及阴离子在电解液/阳极界面中的协同影响.最后,对水系镁空气电解液的未来发展方向提出展望,包括界面调控机制的深化理解、电解液体系的绿色化设计以及基于机器学习的配方快速筛选等.本文旨在为高性能镁空气电池电解液的研究与应用提供参考.

Mg-air batteries have garnered significant attention in recent years due to their outstanding advantages,including high theoretical energy density,excellent safety,low cost,and environmental friendliness.However,systematic reviews concerning aqueous Mg-air battery electrolytes remain relatively scarce.The Mg anode is prone to self-corrosion,discharge product accumulation,and severe block effect in aqueous environments.This results in low anode utilisation,suboptimal operating voltages,and pronounced voltage fluctuations,making the electrolyte a critical factor constraining the practical application of Mg-air batteries.To address this,this paper systematically reviews the fundamental properties and key influencing factors of aqueous Mg-air electrolytes,focusing on electrolyte system selection,interfacial control strategies,and additive mechanisms.The review covers the structural characteristics and applicability of chlorinated and chlorine-free near-neutral electrolytes,the regulatory roles of inorganic,organic,and composite additives,and the synergistic effects of anions at the electrolyte/anode interface.Finally,future development directions for aqueous Mg-air electrolytes are proposed,including in-depth understanding of interfacial regulation mechanisms,green design of electrolyte systems,and rapid formulation screening based on machine learning.This paper aims to provide reference for the research and application of high-performance Mg-air battery electrolytes.

赵静;潘复生;张朦佳;吴量;强玉杰;孙萍;王永;麻彦龙;袁媛;王敬丰

重庆大学 材料科学与工程学院,重庆 400044||重庆大学 国家镁合金工程研究中心,重庆 400044重庆大学 材料科学与工程学院,重庆 400044||重庆大学 国家镁合金工程研究中心,重庆 400044||重庆市新型储能材料与装备研究院明月湖实验室,重庆 401122||重庆大学 前沿交叉学科研究院,重庆 400044重庆大学 材料科学与工程学院,重庆 400044||重庆大学 国家镁合金工程研究中心,重庆 400044重庆大学 材料科学与工程学院,重庆 400044||重庆大学 国家镁合金工程研究中心,重庆 400044||重庆市新型储能材料与装备研究院明月湖实验室,重庆 401122||重庆大学 前沿交叉学科研究院,重庆 400044北京科技大学 国家材料服役安全科学中心,北京 100083重庆大学 材料科学与工程学院,重庆 400044||重庆大学 国家镁合金工程研究中心,重庆 400044重庆大学 材料科学与工程学院,重庆 400044||重庆大学 国家镁合金工程研究中心,重庆 400044重庆理工大学 材料科学与工程学院,重庆 400054重庆大学 材料科学与工程学院,重庆 400044||重庆大学 国家镁合金工程研究中心,重庆 400044||重庆市新型储能材料与装备研究院明月湖实验室,重庆 401122||重庆大学 前沿交叉学科研究院,重庆 400044重庆大学 材料科学与工程学院,重庆 400044||重庆大学 国家镁合金工程研究中心,重庆 400044||重庆市新型储能材料与装备研究院明月湖实验室,重庆 401122||重庆大学 前沿交叉学科研究院,重庆 400044

化学化工

镁空气电池水系电解液电解液添加剂界面调控机器学习

Mg-air batteryaqueous electrolyteelectrolyte additiveinterface controlmachine learning

《材料工程》 2026 (5)

43-57,15

国家自然科学基金项目(52571128,52171101)中央高校基本科研业务费(2024IAIS-QN009)

10.11868/j.issn.1001-4381.2025.000761

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