镁金属凭借其高体积容量、低还原电位以及丰富的自然储量等显著优势，被视为后锂电池时代极具应用潜力的负极材料，有望在能源存储领域掀起一场新的变革。然而，镁的不均匀沉积和无序剥离行为极易引发负极枝晶生长和结构破坏，严重制约了镁金属电池的发展与应用。近年来，负极表/界面修饰策略在诱导镁金属均匀成核/沉积和抑制枝晶生长等方面展现出了巨大的优势，然而这些改进策略往往存在耐久性不足、离子传输缓慢等问题，使得镁金属电池的实用化进程依旧举步维艰。针对以上问题，西北工业大学黄维院士团队艾伟教授课题组通过原位准固-固氧化还原反应，在镁负极上构建了一层铋/镁基混合界面保护层（Bi-Mg@Mg），实现了镁金属的均匀可逆沉积/剥离过程，显著提升了镁金属电池的循环稳定性（Adv. Mater. 2025, DOI: 10.1002/adma.202502098）。

（Bi-Mg@Mg电极的制备及表征）

通过金属镁与溴氧化铋（BiOBr）之间的原位准固-固氧化还原反应，在镁箔表面成功构筑了厚度仅为1.5 μm的混合界面保护层，该保护层包含Bi、Bi₂Mg₃、MgO、MgBr₂和BiBr₃等组分。

（Bi-Mg@Mg与bare Mg的吸附能、镁沉积/剥离过程对比）

基于DFT计算、原位光学显微镜和SEM分析，证实了混合界面层中亲镁（Bi和Bi₂Mg₃）和疏镁（MgO、MgBr₂和BiBr₃）组分对镁金属成核/沉积过程的显著促进作用和对沉积/剥离形态的有效调控。

（Bi-Mg@Mg与bare Mg电化学性能对比）

相较于裸镁电极，Bi-Mg@Mg电极在成核过电位、离子传输和循环稳定性等方面均展现出了显著的性能优势。内部串联后的镁硫软包电池工作电压超过3 V，能够稳定为LED灯供电，充分展示了Bi-Mg@Mg电极在实际应用中的巨大潜力。该工作通过调控镁金属负极表面的物理结构和化学组分，为镁金属电池的发展和应用提供了新的思路和方向。

文章链接：https://doi.org/10.1002/adma.202502098

（文字：毕经煊 审核：王学文）