可充电镁电池被视为一种有前景的多价电池体系，适用于低成本且可持续的储能应用。含末端取代氟化阴离子的硼基镁盐（Mg[B（ORF）₄]₂，RF=氟化烷基）具有出色的电化学稳定性，然而其应用受限于复杂的合成路线以及镁负极表面的钝化问题。

在此，南京大学金钟团队将B（HFIP）₃和I₂溶于1,2-二甲氧基乙烷（DME）中配置了一种先进电解质配方，与镁负极接触后，原位转化为Mg[B（HFIP）₄]₂/DME-MgI₂电解质体系。镁负极与I₂和电子受体B（HFIP）₃发生反应，原位形成含有MgF₂和MgI₂的固态电解质界面（SEI）层，从而促进了快速且稳定的镁沉积/剥离过程。

与原始Mg[B（HFIP）₄]₂/DME电解质相比，Mg[B（HFIP）₄]₂/DME-MgI₂电解质表现出卓越的电化学性能，包括超低的过电位（约80 mV）、高库仑效率及超过1500小时的长循环寿命。使用Mg[B（HFIP）₄]₂/DME-MgI₂电解质和Mo₆S₈正极的可充电镁电池展示出优异的兼容性、快速动力学和超过1200次循环的稳定性，性能优于此前所报道的硼基电解质。

图1. Mg[B（HFIP）₄]₂/DME电解质的反应历程

总之，该工作提出了一种碘化物增强的氟有机硼酸基镁离子电解质体系。即通过B（HFIP）₃和I₂在DME溶剂中的原位反应，与镁负极相互作用生成。所制备的Mg[B（HFIP）₄]₂/DME-MgI₂电解质能够在镁金属负极上原位形成有利的SEI层，并展现出与经典Mo₆S₈正极材料的良好兼容性。

电化学测量和结构表征表明，在使用Mg[B（HFIP）₄]₂/DME-MgI₂电解质后，镁负极上形成了富含MgI₂和MgF₂的SEI层，从而增强了镁沉积/剥离的可逆性和动力学。与原始Mg[B（HFIP）₄]₂/DME电解质相比，Mg[B（HFIP）₄]₂/DME-MgI₂电解质表现出无钝化层的镁沉积特性及优异的电化学性能。

因此，该工作提出的镁离子电解质体系是一种便捷的合成路线，并且提供了一种有前景的卤素增强策略，用于在镁金属负极上构建优质SEI层，为开发实用的多价离子可充电电池开辟了广阔前景。

图2. Mg[B（HFIP）₄]₂/DME-MgI₂电解质的电池性能

Iodine Boosted Fluoro‐Organic Borate Electrolytes Enabling Fluent Ion‐conductive Solid Electrolyte Interphase for High‐Performance Magnesium Metal Batteries, Angewandte Chemie International Edition 2024 DOI: 10.1002/anie.202417450