3D亲镁基底可实现镁金属阳极的平面电镀/剥离

作为当前锂离子电池的有前途的候选者，可充电镁电池由于镁(Mg)金属负极的优越性能而引起了广泛的关注，例如高体积容量(3,833mAh/cm3)、资源丰富、环境友好、且难以生长树突。

虽然一些研究报道在极端的电镀条件下可以观察到镁枝晶的形貌，例如使用低镁离子电导率的有限镁电解液以及施加超高电流密度(10mAh/cm2)，但这些测试条件与实际需求明显不同。

中国科学院青岛生物能源与过程研究所的研究人员发现，使用实用的聚烯烃隔膜，即使在低电流密度下，确实会导致纽扣电池短路。他们建立了用于抑制短路的逐层平面生长模型，并提出了3D亲镁基板的设计策略以实现平面Mg电镀/剥离行为。

大量证据表明，当电流密度低于5mAh/cm2时，Mg生长均匀且致密。然而，使用实用的厚度较薄的聚烯烃隔膜、低电流充电和放电可能会导致纽扣电池的内部短路。

研究人员基于电化学测试和显微形貌观察，提出了镁沉积物的岛生长模型，合理地解释了异常的短路行为。

通过进一步调节晶格失配参数和基体表面能，实现了镁沉积物的逐层平面生长，有效解决了上述异常短路问题。

研究人员使用具有低晶格失配和高表面能特性的亲镁3D基底(Ni(OH)2@CC)作为电镀基底，不仅能够实现可逆电镀/剥离过程，而且还与高负载Mo相匹配。6S8阴极(30mg/cm2)。

通过深入探讨人民币非枝晶电镀异常行为引起的短路现象并提出有效的解决方案，该工作为镁金属阳极的实际应用提供了重要的推动力。