CN104272516B - 用于可再充电镁离子电池的铟-锡二元阳极 - Google Patents
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Abstract
可再充电镁离子蓄电池包括第一电极，第二电极，和在第一电极与第二电极之间的电解质层。该电解质包括镁离子源，例如镁盐。第一电极包括活性材料，该活性材料包括铟和锡例如作为铟和锡的固溶体或金属间化合物。
Description
本申请要求2012年5月29日提交的美国专利申请序列号13/482,643的优先权，其全部内容在此通过引用全部引入本文。
发明领域
本发明涉及可再充电镁离子蓄电池。
背景技术
已发现锂离子蓄电池具有广泛的应用。然而，具有较高的体积能量密度的改进的蓄电池可允许在各种应用，其中包括机动车中进一步使用蓄电池。
发明概述
本发明的实例包括具有第一电极和第二电极的镁离子(Mg2+)可再充电的(二次)蓄电池。在一些实例中，第一电极具有含铟(In)和锡(Sn)的活性材料作为In-Sn二元活性材料，例如铟-锡(In-Sn)金属间化合物。第一电极可以是阳极，或者蓄电池放电用负电极。本发明的实例包括在可再充电镁离子电池中使用的具有改进的Mg离子插入/提取电压的高容量的In-Sn二元阳极材料，充当镁离子(Mg离子，或Mg2+)主体(host)材料的二元阳极材料。
镁离子蓄电池的实例包括阳极载体，阳极，电解质层，阴极，和阴极载体。阳极和阴极载体可包括金属，且可以是蓄电池外壳的一部分并允许与蓄电池外部电接触。在一些实例中，阳极和阴极载体也可以是蓄电池终端。可使用In和Sn，例如使用溅射或任何其他合适的沉积方法，制造阳极。在一些实例中，可在蓄电池阳极终端上，直接形成阳极活性材料，该终端的外表面提供蓄电池的电接触，和该终端的内表面充当活性材料沉积在其上的阳极载体。
本发明的实例包括高能量密度的In-Sn阳极活性材料，它兼有铟(In)的低Mg2+插入/提取电压以及锡(Sn)的优异容量以用在可再充 电镁离子蓄电池，充当Mg2+主体材料的二元阳极活性材料。在一些实例中，当该活性材料处于充电状态时，活性材料包括铟和锡的金属结合物，和当该活性材料处于放电状态时，包括铟-镁化合物，锡-镁化合物和铟-锡-镁金属间化合物。
阳极的实例包括In-Sn二元合金，例如一种在另一种内的固溶体。阳极可包括In和/或Sn的团块或区域，例如含In和Sn纳米颗粒的混合物的阳极，例如In-Sn二元混合物。在一些实例中，阳极活性材料包括In-Sn金属间化合物，例如In1-xSnx形式。在一些实例中，金属间化合物可能不是精确化学计量的，或具有长程的结晶性能，但可近似于这一材料。
蓄电池的实例具有在第一和第二电极之间，即在阳极和阴极之间的电解质层。电解质层可包括镁离子源(Mg2+)，例如镁化合物，尤其是镁盐。可将镁化合物溶解在非水性溶剂，例如有机溶剂，例如四氢呋喃(THF)中。抗衡离子可以是三氟甲磺酰亚胺(TSFI-)，高氯酸盐(ClO4 -)，六氟磷酸盐(PF6 -)，或其他抗衡离子，优选具有高度氧化稳定性的抗衡离子。在其他实例中，电解质包括在离子液体内的镁离子，例如作为在离子液体(或熔融盐)内的离子镁化合物的溶液。
在一些实例中，电解质层可包括分隔体，例如聚合物分隔体，以防止阳极和阴极之间的物理和电接触。在一些实例中，电解质层可包括可传导镁离子的聚合物离子传导层。
本发明的实例包括在放电循环过程中，通过形成完全镁化的In-Sn相，能经历插入/提取Mg2+的铟(In)-锡(Sn)二元阳极。改进的阳极活性材料兼有采用In阳极观察到的低的插入/提取电压与在改进的阳极活性材料内部采用Sn阳极观察到的高容量。阳极的实例包括二元阳极材料，其中包括In和Sn作为活性材料，以及低的Mg2+插入/提取电压和高容量以用在可再充电镁离子蓄电池中。二元阳极材料充当Mg2+主体材料。在一些实例中，阳极活性材料是In-Sn金属间化合物。
制备镁离子蓄电池的方法包括在电极载体上共沉积In和Sn，以 便形成含In和Sn，例如In和Sn的二元组合的阳极活性材料。阳极可包括In-Sn的金属间膜，例如其组成为In1-xSnx，其中0<x<1。进一步地，该膜可用作含电解质和阴极的改进的镁离子蓄电池的阳极组件，以便形成镁离子蓄电池。
可再充电镁离子蓄电池的操作方法包括：提供蓄电池，所述蓄电池包括具有活性材料的第一电极，第二电极，和位于第一电极与第二电极之间的电解质，该电解质包括镁离子源，例如镁盐。该活性材料包括铟和锡。在可再充电蓄电池的操作过程中，活性材料允许镁离子的插入和提取，其中镁离子的插入包括形成完全镁化的铟化合物和完全镁化的锡化合物。该阳极活性材料可包括铟和锡的二元混合物，例如二元固溶体和/或具有长程晶体有序的二元金属间化合物。
二元In-Sn阳极活性材料的形成允许阳极拥有Sn的高容量和低极化，以及In的低Mg2+插入/提取电势。这一方法是将两种单独的阳极材料(在这一情况下，In和Sn)的优点结合到含In和Sn的阳极活性材料内的一种新方式。
操作镁离子蓄电池的改进方法包括提供含In和Sn的阳极，含镁离子的电解质，和阴极，并通过在阳极内储存镁离子，获得电能。镁离子的储存可包括形成In和Sn的镁化化合物，在一些实例中，这两种金属任一种或二者的完全镁化的化合物。
附图简述
图1示出了例举的镁离子蓄电池。
图2A-2C阐述了在In-Sn膜内镁离子的插入和提取，这些图示出了对于不同组成的三种沉积状态的InSn膜来说的第一Mg2+插入/提取循环。
图3示出了沉积状态的In-Sn膜的X-射线衍射(XRD)，它强调了固溶体相的形成。插图更详细地示出了一部分图谱，从而强调了某些相的形成。
图4示出了In-Sn的相图，显示了在各种沉积条件下，在In和Sn之间形成各种固溶体。
图5是简化的示意图，它阐述了可如何改变In1-xSnx的组成，以视需要而获得在容量或电压方面的不同的相对优势。
发明详述
本发明的实例包括镁离子(Mg离子)蓄电池，它具有含铟(In)和锡(Sn)的二元混合物的电极。例如，电极可包括二元组合中的In和Sn，例如金属间化合物，如组成为In1-xSnx的金属间化合物，其中0<x<1。在一些实例中，阳极活性材料包括In区和Sn区，在一些情况下，以及一种或多种金属间的In-Sn化合物。在二元组合中，In:Sn的原子比范围可以是In:Sn 1:99到99:1，例如10:90到90:10，鉴于Sn的较高容量和In的较低Mg2+插入电压之间的所需平衡来选择电极活性材料的原子比和因此组成。
改进的镁离子蓄电池中的电极包括单独地充当电极活性材料的两种材料。该组合允许单一电极例如阳极以提供与每一单独成分物质有关的优势。含In和Sn例如作为二元合金和/或金属间化合物的电极活性材料，以受控的方式允许蓄电池容量和Mg2+插入/提取电压权衡。与其中使用单一物质的电极活性材料的常规蓄电池相比，这给出显著的优势。
可再充电Mg离子蓄电池显示出作为高能蓄电池系统的前景，这是因为通过对于每一镁离子，两个电子转移可获得的高容量密度。Mg金属阳极显示出3833 Ah/L的理论容量密度，而Li金属阳极仅仅显示出2061 Ah/L。高电压和高容量的Mg-基蓄电池的开发对以类似方式开发电极和电解质提出了严重的挑战。四氢呋喃(THF)基organoha luminate已用作电解质，这是因为采用Mg金属阳极，高度氧化稳定性的离子电解质是不可行的，因为在Mg金属表面上形成了Mg2+阻挡层。
使用Mg离子插入阳极而不是Mg金属阳极允许使用高度氧化稳定性的电解质，例如TSFI-的镁盐(Mg(TFSI)2，双三氟甲磺酰亚胺)，ClO4 -，和PF6 -。Mg离子插入阳极允许实现较大的电池电压。
在Aurbach等人的美国专利No.6,316,141中，报道了使用Mo3S4作为阴极的可再充电Mg蓄电池。这一阴极显示出良好的可循环性，但显然仅仅显示出77mAhg-1(约310Ah/L)的容量，而理论上，它应当显示出122mAhg-1(约490Ah/L)。本发明的实例可使用Mo3S4阴极，或者其他离子-插入阴极，例如另一Mg离子插入谢弗雷尔(Chevrel)相材料，并通过使用Mg离子插入阳极替代Mg金属阳极，实现改进得多的操作电压(通过在常规蓄电池电解质上使用)。
当单独用作镁离子蓄电池的阳极活性材料时，对于Mg2+来说，铟具有较低的离子插入电压(与Sn相比)，且Sn提供比In(700mAh/g)高得多的容量(903mAh/g)。然而，通过第一次将In和Sn结合到阳极活性材料内，可在单一的阳极中结合In的较低Mg2+插入电压和Sn的较高容量。可调节In和Sn的相对比例，以获得Mg2+插入/提取电压和容量的所需平衡。
本发明的实例包括通过结合两种单独的阳极活性材料形成二元或金属间阳极活性材料而形成的阳极活性材料。这呈现了两类Mg2+插入/提取基金属间阳极材料，它能与可再充电Mg离子蓄电池系统用的常规离子电解质一起使用。改进的镁离子蓄电池具有能经历插入/提取Mg2+的铟-锡(In-Sn)阳极。
本发明的实例包括在放电循环过程中，通过形成完全镁化的In和Sn相，具有能经历Mg2+插入/提取的铟(In)-锡(Sn)二元阳极的Mg离子蓄电池。该阳极活性材料将采用In阳极观察到的较低Mg2+插入/提取电压和采用Sn阳极观察到的高容量结合到一种材料内。
图1示出了例举的蓄电池，在这一实例中，具有单电池，它包括In-Sn阳极10，阳极终端12，阴极14，阴极终端16，电解质层18(包括分隔体和电解质)，在20处围绕边缘的绝缘密封，和绝缘区域22。在本说明书中，术语“蓄电池”包括单电池和多电池构造。
如图1所示，阳极终端12和阴极终端16提供了两个蓄电池终端，有效地密闭电化学化合物且还分别充当阳极和阴极载体的部分蓄电池外壳。在阳极终端和阴极终端之间形成绝缘密封20，从而密封蓄电池。为了清楚起见，在所示的蓄电池中没有示出分隔体，且如果不要求的话，可以省去。
蓄电池的物理形式不受所示的实例限制，和蓄电池可以是盘状，块状或其他物理形式。本文中所使用的蓄电池包括图1的单电池构造，以及其中单独的电池可以平行和/或串联电连接的多-电池的蓄电池。
可通过任何合适的方法沉积In-Sn阳极，例如溅射(例如RF磁控溅射法)，或溶液-基沉积技术，例如电沉积或粉末膜的形成和沉积，例如使用In和Sn粉末。可使用In和Sn纳米颗粒形成二元阳极。在一些实例中，粉末膜可包括含In和/或Sn的前体，且通过合适的方法，例如加热转化成金属形式。
本文中的术语“In-Sn”是指含In和Sn的活性电极材料，它可包括一种或多种金属间化合物或固溶体，例如合金。在一些实例中，In-Sn电极的活性材料包括In和Sn的二元金属间化合物，例如组成为In1-xSnx的化合物，其中0<x<1。例如，x的范围可以是0.05-0.95，尤其0.2-0.8，例如0.4-0.6(包括端值)。
在一些实例中，阳极可包括In，Sn，和/或InSn的纳米颗粒(半径为0.5纳米至100nm的颗粒)(其中InSn一般地代表没有规定组成的二元化合物，包括但不限于，In对Sn的原子比为1:1)。
阳极膜通常可以是平面的，和在一些实例中可以适应于蓄电池终端的内表面。可在阳极终端的内部表面上沉积或者以其他方式直接形成阳极。该阳极终端可以是还形成蓄电池外壳的一部分和蓄电池的电终端的金属片材。
在一些实例中，通过在蓄电池终端的内表面上直接沉积阳极来形成阳极，从而在蓄电池的重量和功率密度方面得到优势。
可使用任何常规的阴极材料，例如具有与In-Sn电极不同的电化学电势的能够储存并释放镁离子的材料。在一些实例中，取决于阳极的选择，本文中描述的In-Sn材料可用作改进的阴极。其他实例对于本领域技术人员来说是清楚的。
图2A，2B和2C示出了用于沉积状态的In-Sn膜的第一Mg2+插入/提取循环，分别表示为InSn-1，InSn-2和InSn-3。在下表1中示 出了膜的组成。该图示出了在第一循环过程中，在C/100倍率下，在Cu箔基材上，In-Sn阳极半电池的数据。在该图中看出，所有In-Sn阳极能够进行Mg2+插入/提取过程，同时显示出低的Mg2+插入/提取电压和低的极化。该附图示出了对于不同In:Sn原子比的三种In-Sn膜来说的电压(单位伏特)。
在铜箔(0.1 mm厚)基材上通过RF磁控溅射法，共-溅射In和Sn。对于In来说，使用10 W(InSn-1)，20 W(InSn-2)和30 W(InSn-3)的目标功率，和对于Sn来说，使用30 W的目标功率，在3 mtorr的氩气压力下，在室温下，溅射所有In-Sn阳极到200 nm的厚度。因此，表示为InSn-3的膜比InSn-1膜具有较高比例的铟含量。建立所采用的枪功率的变化，使得能够形成各种In-Sn组合物作为最终的溅射材料。基材的旋转速度保持恒定在80 RPM下，使得能够均匀沉积。
使用能量分散型X-射线光谱法(EDX)，测定三种膜的组成，如下表I中所示。对于N＝1-3来说，样品N表示为InSn－N，正如图2A-2C和图3中所示。
表1：对于沉积状态的二元膜来说的EDX结果
图3示出了对沉积状态的In-Sn膜收集的XRD光谱。形成In-Sn二元阳极活性材料允许制造电极，所述电极兼有通过Sn显示的的高容量和低极化与In的低Mg2+插入/提取电压。这一方法是将两种单独的阳极材料的优势结合到用作电极的活性材料的二元化合物内新方式。In-Sn二元材料的形成允许In-Sn阳极活性材料具有比In阳极高的容量，和相对于Sn阳极，较低的Mg2+插入/提取电压。
图3阐述了In-Sn金属间相的显著形成。插图更加详细地示出了 一些峰。所观察到的二元化合物(从左到右)包括In0.2Sn0.8(001，100，和101)(样品1，下部的曲线)，In0.2Sn0.8(001，100，和101)(样品2，中间的曲线)，和In0.2Sn0.8(001)，In0.05Sn0.95(101)，In0.2Sn0.8(100)，In3Sn(101)，In0.25Sn0.75(100)，In0.75Sn0.25(101)，In0.2Sn0.8(101)(样品3，上部的曲线)。对于所示的In和Sn，和Cu基材来说，也可观察到单独的峰。括号内的三个数字的编号对应于由其获得X-射线衍射的晶体平面。
共-沉积两种电极活性物质(在这情况下，In和Sn)以形成二元阳极活性材料是将两种单独的活性物质的优势结合到含二元In-Sn混合物或化合物的改进的阳极内的一种新方式。可通过同时沉积(例如共-溅射)两种金属物质，此处In和Sn，该金属物质在电极内结合以形成二元金属间化合物，来制造改进的电极。
图4示出了In-Sn的相图，它表明对于各种沉积条件来说，在In和Sn之间的宽范围的固溶体的可获得性。该图示出了可获得几乎在整个范围，即对于In1-xSnx，x为几乎0到几乎1来说的In-Sn组成范围。甚至对于在室温下沉积来说，与本申请的实验例一样，存在许多相界和机会形成各种组成的金属间相。
图2A-2C的数据示出了不同的平台区域，根据沉积条件和因此在沉积膜内的In:Sn原子比，它与存在In和Sn的不同金属间相是一致的。图2A的数据似乎与In0.2Sn0.8膜的形成对应。图2A，2B和2C示出了不同的平台区域，它显然对应于在沉积状态的膜内存在不同的金属间相。
通过改变沉积条件，其中包括沉积温度和最终膜内的In:Sn原子比，可在阳极活性材料内形成不同组成和(如果相关的话)比例的In-Sn金属间化合物。
在本发明的实例中，可形成组成为In1-xSnx的In和Sn的金属间相，其中x的范围可以是0.05-0.95，例如0.2-0.8，例如0.4-0.6。在一些实例中，x可以是约0.5，这对应于InSn的大致1:1的原子百分比组成。
图5是将In的较低Mg2+插入/提取电压和Sn的高电化学容量的优点结合到单一阳极活性材料内的示意图。正如所示的，Sn阳极给出优异的容量，和In阳极给出优异的插入/提取电压。含In和Sn阳极组成，例如In1-xSnx，允许通过改变组成来实现容量和插入/提取电压的所需组合。Sn和In分别的高容量和优异的插入/提取电压的组合允许蓄电池性能改进，例如可获得的能量密度。正如图5中所示的，使用本发明的例举阳极可实现的能量密度可超过使用单独的In或Sn可实现的能量密度。进一步地，这些新型阳极材料，当与恰当组合的阴极和电解质结合时，与常规的锂-离子蓄电池相比，提供了优势。
本发明的实例包括镁离子蓄电池，它包括阴极，阳极，和含镁离子的电解质，其中该阳极包括In和Sn的固溶体二元合金。在一些实例中，In-Sn阳极活性材料包括一种或更多种的In和Sn的金属间化合物。蓄电池的充电和放电可包括In和/或Sn的完全镁化的化合物的形成和恢复。本发明的实例包括蓄电池，其中在该蓄电池的充电-放电循环过程中，在电极内部，发生In和Sn的完全镁化的化合物的形成。
Mg2+和Sn之间直接反应例如形成Mg2Sn，和Mg2+和In之间直接反应形成Mg3In2是很好理解的。对于In-Sn金属间相来说，Mg2+离子的插入工艺取决于金属间相的组成和晶体形式。
在一些实例中，在终端的内表面上直接沉积改进的阳极活性材料。终端充当蓄电池的阳极载体和外阳极。因此，不需要进一步单独的终端和阳极载体层，从而提供可获得的能量密度的改进。蓄电池终端可具有外表面，从而提供蓄电池终端，和阳极活性材料直接在其上形成的内表面。
可通过在阳极载体上一起溅射In和Sn形成改进的In-Sn电极活性材料。在磁控溅射法的实例中，可对每一来源调节控制枪功率，以获得所需的金属间或所需的其他固溶体组成。按照这一方式，可通过相同的设备，制造具有不同阳极组成，但具有所需性能(例如容量和插入/提取电压)的不同组合的蓄电池。
在一些实例中，可通过在蓄电池终端的内表面上电沉积，形成阳极活性层，或者以其他方式在阳极载体层上形成。电沉积方法包括溶液基电合成技术，它可在阳极载体的表面(或集流体，它可以是阳极终端的内表面)上直接形成阳极材料。含铟和锡离子的溶液可用于同时共-沉积各金属，或者可通过任何技术沉积交替的In/Sn层，和随后通过热或其他方法结合。也可使用电沉积制造具有高表面积，三维结构的阳极，例如通过在阳极载体的隆脊表面，或者具有三维形貌(topography)(例如包括，柱状，凹陷，和格栅结构等)的其他阳极载体层上形成阳极层。通过三维表面形貌，阳极载体的可获得的表面积可以至少翻倍。该活性材料可以是纳米结构的，和在一些情况下，可以例如通过碳纳米管，中空微米球或纳米球和类似物完全或部分包封。
可使用溅射沉积，电沉积和粉末膜形成平坦和高表面积的金属间阳极，从而允许插入/提取Mg2+。可使用溅射沉积，电沉积，标准的粉末膜，和其他方法来制造平坦且高表面积的In-Sn二元阳极，例如含In-Sn金属间化合物的阳极。可使用XRD，XRF，SEM，EDS和电化学来分析插入/提取Mg2+。改进的In-Sn活性材料阳极显示出高的容量，良好的可循环性，低的Mg2+插入/提取电压，和与高度氧化稳定性的电解质的相容性。
操作镁离子蓄电池的改进方法包括提供含In和Sn的阳极，优选含In和Sn的二元金属间化合物的阳极从而提供含镁离子源的电解质，提供阴极，然后操作该蓄电池，使得在蓄电池的循环过程中，形成镁化(在一些情况下，完全镁化)的In和Sn化合物。使用二元的金属间阳极可形成完全镁化的化合物，从而改进蓄电池的容量和插入/提取电压。
本发明的实例包括具有一个或多个电池的蓄电池，所述电池以任何合适的形式因子平行和/或串联电连接，例如纽扣电池，其他圆形电池，柱形电池，矩形或其他棱柱形电池，和类似物。例举的装置还包括成卷的蓄电池形式，和蓄电池与超级电容器和/或燃料电池的组合，和类似物。
本发明的实例还包括含根据本发明实施例的蓄电池的各种电驱动的装置，例如消费电子器件，医疗器件，电子或混合动力交通工具，或其他装置。
本发明的实例包括一次蓄电池和二次蓄电池。具体实例包括可再充电镁离子蓄电池。本发明的实例包括镁-基蓄电池，例如可再充电镁离子蓄电池，它包括含In和Sn的二元化合物和/或合金的电极活性材料。
可通过任何合适的方法来制造电极。在一些实例中，可由活性材料的颗粒，例如微米颗粒或纳米颗粒，粘合剂，和电子导电材料(例如，石墨碳粒或炭黑)，形成糊料。该糊料可沉积在导电基材，例如电极载体和集流体上，和视需要而热处理。
制造蓄电池，例如可再充电镁离子蓄电池的改进方法包括提供被电解质隔开的第一和第二电极，其中至少一个电极包括铟和锡的二元化合物和/或合金。
操作镁蓄电池的改进方法包括在可再充电Mg离子蓄电池的充电-放电循环过程中，形成铟和镁的金属间化合物，以及锡和镁的金属间化合物，例如InxSn1-x。根据本发明的例举蓄电池可包括本文中描述的任何电极(例如阳极)构造。
本发明的实例还包括可再充电的钙-离子蓄电池，其中所述的可再充电Mg离子蓄电池实例中的镁离子被钙离子取代。本发明的实例还包括可再充电的铝-离子蓄电池，其中所述的可再充电Mg离子蓄电池实例中的镁离子被铝离子取代。
本发明不限于以上所述的例举实例。所述的实施例不打算限制本发明的范围。对于本领域的技术人员来说，会出现在其内的变化，其他要素的组合和其他用途。通过权利要求的范围来定义本发明的范围。
在描述本发明的基础上，我们要求保护下述：
Claims (16)
1.一种可再充电镁离子蓄电池，包含：
包括活性材料的第一电极；
第二电极；
位于第一电极和第二电极之间的电解质，该电解质包括镁离子，
该活性材料包括铟和锡的二元组合，
在操作可再充电蓄电池的过程中，该活性材料允许镁离子的插入和提取，将镁离子插入到活性材料内包括形成镁化的铟化合物和镁化的锡化合物，
第一电极是阳极。
2.如权利要求1所述的可再充电镁离子蓄电池，其中活性材料包括铟和锡的金属间化合物。
3.如权利要求2所述的可再充电镁离子蓄电池，其中铟和锡的金属间化合物的组成为In1-xSnx，其中0.01≤x≤0.99。
4.如权利要求3所述的可再充电镁离子蓄电池，其中0.2≤x≤0.8。
5.如权利要求2所述的可再充电镁离子蓄电池，其中铟和锡的金属间化合物是In0.2Sn0.8。
6.如权利要求1所述的可再充电镁离子蓄电池，其中铟和锡的二元组合包括铟和锡的多种金属间化合物。
7.如权利要求1所述的可再充电镁离子蓄电池，其中铟和锡的二元组合是铟和锡的二元固溶体。
8.如权利要求1所述的可再充电镁离子蓄电池，其中镁化的铟化合物是完全镁化的铟化合物，镁化的锡化合物是完全镁化的锡化合物。
9.如权利要求1所述的可再充电镁离子蓄电池，其中该可再充电镁离子蓄电池具有与第一电极电连接的第一电终端，和与第二电极电连接的第二电终端，
第一电终端具有外表面和内表面，
在第一电终端的内表面上直接沉积活性材料。
10.如权利要求1所述的可再充电镁离子蓄电池，其中电解质包括镁盐的非-水性离子溶液。
11.如权利要求8所述的可再充电镁离子蓄电池，其中镁盐是镁和抗衡离子的化合物，该抗衡离子选自三氟甲磺酰亚胺(TSFIˉ)，高氯酸根(ClO4 ˉ)，和六氟磷酸根(PF6 ˉ)。
12.一种可再充电镁离子蓄电池，包含：
包括阳极活性材料的阳极；
阳极载体；
阳极终端，它提供蓄电池外部的负电终端，该阳极终端电连接到阳极载体上；
包括阴极活性材料的阴极；
阴极载体；
阴极终端，它提供蓄电池外部的正电终端，该阴极终端电连接到阳极载体上；
位于阳极和阴极之间的电解质，该电解质包括镁离子，
该阳极活性材料包括铟和锡，
其中在可再充电镁离子蓄电池的充电-放电循环过程中，该阳极活性材料与镁离子相互作用以形成完全镁化的铟化合物和完全镁化的锡化合物。
13.如权利要求12所述的可再充电镁离子蓄电池，其中阳极活性材料包括铟和锡的金属间化合物。
14.如权利要求12所述的可再充电镁离子蓄电池，其中阳极活性材料包括铟和锡的二元固溶体。
15.如权利要求12所述的可再充电镁离子蓄电池，其中阳极终端具有外表面和内表面，在阳极终端的内表面上直接形成阳极活性材料。
16.如权利要求12所述的可再充电镁离子蓄电池，其中阴极活性材料包括镁离子嵌插化合物。
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