复旦大学/华中科技大学合作，最新Nature Chemistry！

背景：传统锂离子电池能量密度接近极限，而金属-空气电池因高理论能量密度成为研究热点。其中，镁-氧气（Mg-O₂）电池因其高体积能量密度、镁资源丰富及无枝晶沉积等优势备受关注，但长期受限于可逆充放电难题，主要障碍是缺乏兼容镁负极和氧气正极的非水系电解质，且放电产物多为不可逆的氧化镁（MgO）。研究目的：复旦大学王飞教授、夏永姚教授和华中科技大学吉晓教授合作，旨在通过设计电解液溶剂化结构，构建动态“溶剂化微反应器”，以调控正极氧还原反应（ORR）路径，促进过氧化镁（MgO₂）的可逆生成，从而实现高效可逆的镁-氧气电池。结论：研究采用混合溶剂（四乙二醇二甲醚G4、1,2-二甲氧基乙烷DME和2-甲氧基乙胺M3）与Mg(TFSI)₂盐组成的电解液。长链G4形成“笼状”结构稳定氧还原中间体，引导正极生成纳米晶MgO₂；短链DME和螯合剂M3保证了镁负极的可逆沉积/剥离。该电池实现了接近2.0V的高放电电压、0.35V的超低过电位、80%的能量效率及超过450次的稳定循环。这项研究提出“溶剂化结构导向”的设计范式，为多价金属-空气电池提供了新路径。