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可充電鎂離子電池具有低成本、高安全性、高容量和無枝晶循環(huán)等優(yōu)點(diǎn)，已成為現(xiàn)有鋰離子電池技術(shù)的潛在競爭者之一，且鎂離子電池也因其在高溫和超低溫下的電化學(xué)性能適用于極端環(huán)境（即軍事和空間站用途）而引發(fā)關(guān)注。為了滿足在寬溫度范圍內(nèi)運(yùn)行的要求，正在進(jìn)行廣泛的研究以探索不同正負(fù)極、電解質(zhì)和界面現(xiàn)象。

目前還沒有綜述比較過鎂離子電池在不同溫度下的工作機(jī)制、電流挑戰(zhàn)、工作電壓、可能的正極材料，以及電化學(xué)特性等。在此，愛爾蘭利莫瑞克大學(xué)Muhammad Rashad等人填補(bǔ)了這一研究空白，總結(jié)了鎂離子電池發(fā)展的最新進(jìn)展，重點(diǎn)關(guān)注了寬溫度范圍的鎂離子電池。

該綜述介紹了高容量正極、親核和非親核電解質(zhì)、混合離子策略、工作機(jī)制、它們的高溫和超低溫電化學(xué)性能等，此外，作者還提出了開發(fā)能夠在極端環(huán)境條件下運(yùn)行的高能量密度鎂離子電池的未來建議。

圖1. 可充電鎂電池示意圖及面臨的挑戰(zhàn)

作者建議未來的研究應(yīng)集中在FePO₄基鎂正極與原始鎂電解質(zhì)，以在低溫下實(shí)現(xiàn)實(shí)用的能量密度。總之，通過投入更多的研究注意力來探索有前景的正極材料和相容的電解質(zhì)，可以實(shí)現(xiàn)具有穩(wěn)定能力和快速反應(yīng)動(dòng)力學(xué)（在高溫和超低溫下）的高性能可充電鎂離子電池的商業(yè)化。

圖2. Mg-Li混合離子電池的示意圖

Uncovering Electrochemistries of Rechargeable Magnesium-Ion Batteries at Low and High Temperatures, Energy Storage Materials 2021. DOI: 10.1016/j.ensm.2021.07.031

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EnSM：可充電鎂離子電池的低高溫電化學(xué)特性

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