镁空气电池是一种重要的能源，具有独特的优点。但在实际应用中，由于其严重的自腐蚀和阳极结垢，电池的利用效率和电池电压都远低于相应的理论值。鉴于此，本工作首次合成了一种新型离子液体——胆碱2,6-二羟基苯甲酸酯([Ch][DHB])，并以高纯Mg (Hp-Mg)为基础，将其用作Mg-空气水电池的电解质添加剂，以提高电池的放电性能。通过半电池放电试验、电化学测量和实时析氢实验来评价[Ch][DHB]的影响，明确其作用机理。[DHB]-阴离子能与Mg2+离子结合形成络合物，有利于促进Mg基体的放电；而[Ch]+阳离子则能有效抑制Mg阳极的自腐蚀。在3.5 wt.% NaCl中添加0.2 M [Ch] [DHB]，在5 mA cm−2条件下，放电电位和利用效率分别提高到−1.64 VSCE和68.0%。基于上述Mg-air电池，在0.2 M [Ch][DHB]的电解液中，66个LED灯泡(0.04 W/每个灯泡)可维持132 h，而在参考电解液中仅维持65 h。0.2 M [Ch][DHB]也是基于其他商用镁阳极(AM50, AZ31和ZK61)的镁空气电池的合适电解质添加剂。在0.2 M [Ch][DHB]电解液中，基于Hp-Mg、AM50、AZ31和ZK61的镁空气电池在5 mA cm−2下的比能量分别为2093、1788、1896和713 Wh kg−1。本工作为离子液体作为电解质添加剂提高镁空气原电池的放电性能，包括放电电位和利用效率提供了一条极具前景的途径。
该成果以“Novel dual-function electrolyte additive for high-power aqueous Mg-air battery: Improvement of both discharge potential and utilization efficiency”为题发表于化工领域权威期刊《Chemical Engineering Science》（中科院二区Top期刊，2023年影响因子为4.7）。2020级博士研究生凌宁为论文的第一作者，张敬来教授和王丽教授为论文的共同通讯作者。该工作得到了的国家自然科学基金和河南省海外杰出科学家中心项目经费支持。
论文链接为：https://doi.org/10.1016/j.ces.2023.119624
