CN107112523A - 电极、制造电极的方法、以及电化学设备 - Google Patents

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Abstract

一种电极，至少包含镁、碳、氧、硫、以及卤素。在40eV至60eV的范围内，电极在表面上具有源自镁的单个峰。

Description

电极、制造电极的方法、以及电化学设备
技术领域
本技术涉及一种含镁电极、其生产方法、以及电化学设备。
背景技术
镁是比锂更丰富并且更廉价的资源。与锂相比，通过氧化还原反应，每单位体积的镁能够产生大量的电，并且在电池中使用的情况下，还具有高度安全性。因此，镁离子电池作为替代锂离子电池的下一代二次电池备受关注。
可以形成氧化物和各种钝化膜的镁通常具有电化学惰性表面状态(例如，参见非专利文献1)。在Mg的溶解与沉积反应过程中，该惰性表面状态能够引起大的超电位。因此，目前为止，还没有使用镁金属负电极的任何商业二次电池。
引用列表
非专利文献
非专利文献1：J.Electro analytical Chem.466，203(1999)
发明内容
发明要解决的问题
本技术的目的是提供一种电化学活性电极、用于生产这种电极的方法、以及电化学设备。
问题的解决方案
为了解决以上问题，第一技术指向一种电极，该电极至少包括镁、碳、氧、硫、以及卤素，并且具有在40eV至60eV的范围内表现出源自镁的单个峰的表面。
第二技术指向一种包括正电极、负电极、以及电解质的电化学设备，其中负电极至少包括镁、碳、氧、硫、以及卤素并且具有在40eV至60eV的范围内表现出源自镁的单个峰的表面。
第三技术指向一种电极生产方法，包括使用含砜和镁盐的电解液执行电化学电镀。
第四技术指向一种电极，该电极可通过使用包含砜和镁盐的电解液的电化学电镀而获得。
发明效果
如上所述，本技术使得可以提供一种电化学活性电极。
附图说明
[图1]图1是示出根据本技术的第一实施方式的镁离子电池的结构的实例的示意图。
[图2]图2(a)至图2(e)是示出实例1中的镀Mg层的XPS光谱的曲线图。
[图3]图3是示出实例1中的镀Mg层的XPS光谱的深度方向依赖关系的曲线图。
[图4]图4是示出实例1与比较例2中的Mg电极的CV光谱的曲线图。
[图5]图5是示出实例2与比较例2中的Mg电极的CV光谱的曲线图。
[图6]图6是示出实例3与比较例2中的Mg电极的CV光谱的曲线图。
[图7]图7(a)至图7(c)是示出比较例1中的镀Mg层的XPS光谱的曲线图。
[图8]图8是示出比较例1中的镀Mg层的XPS光谱的波形分离的结果的曲线图。
[图9]图9(a)至图9(e)是示出比较例2中的镀Mg层的XPS光谱的曲线图。
[图10]图10是示出比较例2中的镀Mg层的XPS光谱的深度方向依赖关系的曲线图。
[图11]图11(a)是示出比较例2中的镀Mg层的表面的XPS光谱的波形分离的结果的曲线图。图11(b)是示出通过从表面至约100nm的深度蚀刻比较例2中的镀Mg层而暴露的一部分的XPS光谱的波形分离的结果的曲线图。图11(c)是示出通过从表面至约200nm的深度蚀刻比较例2中的镀Mg层而暴露的一部分的XPS光谱的波形分离的结果的曲线图。
[图12]图12是示出实例4中的镁硫二次电池的结构的分解立体图。
[图13]图13是示出实例4中的镁硫二次电池的充电-放电曲线的曲线图。
具体实施方式
基本上，电化学设备可以是任何类型。电化学设备的具体实例包括各种电池、电容器、以及具有包含镁的电极的传感器、以及镁离子过滤器。例如，具有包含镁的电极的电池是二次电池、空气电池、以及燃料电池。
电化学设备可以安装在笔记本个人电脑、个人数字助理(PDA)、蜂窝电话、无线电话的基础和扩展单元、摄像机、数字静止照相机、数字书、电子词典、便携式音乐播放器、无线电装置、耳机、游戏机、导航系统、记忆卡、心脏起搏器、助听器、电子工具、电动剃须刀、电冰箱、空调、电视、立体声系统、热水器、微波炉、洗碗机、洗衣机、烘干机、照明设备、玩具、医疗器械、机器人、道路调试器、交通信号、铁路车辆、高尔夫球车、电动推车、以及电动汽车(包括混合动力车)的驱动动力源或辅助动力源中或用于向其驱动动力源或辅助动力源供应电力。电化学设备还可安装在诸如房屋或发电设施的建筑物的电力储存源中或用于向电力储存源供应电力。电化学设备还可用作被称为智能格栅的电储存设备。这样的电储存设备不仅能够供应电力，而且还通过接收来自其他动力源的电力而储存电力。可使用的其他动力源的实例包括热力发电机、核发电机、水力发电机、太阳能电池、风力发电机、地热发电机、以及燃料电池(包括双燃料电池)。
将按照下列顺序描述本技术的实施方式。
1第一实施方式(电极及其生产方法)
2第二实施方式(镁离子电池)
<1第一实施方式>
[电极的配置]
根据本技术的第一实施方式的电极包括集电极和设置在集电极的表面上的活性材料层。该电极被称为镁电极，适合用作镁离子电池的电极。
(集电极)
集电极包括金属箔，诸如，铜箔、镍箔、或不锈钢箔。
(活性材料层)
活性材料层是具有镁离子导电性并且在其表面处和附近至少包含镁(Mg)、碳(C)、氧(O)、硫(S)、以及卤素的层。此外，在40eV至60eV的范围内，活性材料层具有表现出源自镁的单个峰的表面。例如，卤素可以选自于由氟(F)、氯(Cl)、溴(Br)、以及碘(I)组成的组中的至少一种。
在从其表面至200nm的深度的区域内，活性材料层优选在40eV至60eV的范围内表现出源自镁的单个峰。这是因为在这种情况下，活性材料层在从表面至内部的区域内将处于电化学活性。此外，出于相似原因，在活性材料层中，从表面至200nm的深度，镁的氧化状态优选地大致恒定。
在从其前表面至其后表面的深度内，活性材料层优选地在40eV至60eV的范围内表现出源自镁的单个峰。这是因为在这种情况下，整个活性材料层将具有良好的电活性。此外，出于相似原因，从活性材料层的前表面至后表面，活性材料层中镁的氧化状态优选地大致恒定。在此上下文中，术语“活性材料层的前表面”指活性材料层的两个表面中的位于形成有电极表面的一侧上的一个表面，并且术语“活性材料层的后表面”指与前表面相对的另一表面，换言之，位于形成有集电极-活性材料层界面的一侧上的另一表面。
无论活性材料层是否包含上述元件，都可以通过使用X射线光电子能谱(XPS)对活性材料层进行分析而确定。此外，XPS还可用于确定活性材料层是否表现出上述峰以及在活性材料层中镁的氧化状态是否如上所述。
优选地，活性材料层是电镀层，其可以通过使用包括砜和溶于砜中的镁盐的电解液的电化学电镀而形成。应注意，下面在部分“电极生产方法”中将描述砜和镁盐。
[电极生产方法]
接下来，将描述电极生产方法的实例。
首先，制备含镁离子的非水性电解液，包括含砜的溶剂和溶于溶剂中的镁盐。在电解液中，砜与镁盐的摩尔比为例如但不限于4至35，典型地是6至16，优选地是7至9。
例如，砜是由R1R2SO2代表的烷基砜，其中，R1和R2各自代表烷基基团、或烷基砜衍生物。鉴于此，R1和R2基团的类型(R1和R2基团中以及R1和R2基团的组合中的碳原子数量)不受限制并且可根据需要进行选择。在R1和R2基团中的每一个内的碳原子数量优选但不限于4以下。此外，R1和R2基团中的碳原子数量优选但不限于4至7。例如，R1和R2各自是甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、或叔丁基。具体地，烷基砜是选自于由二甲基砜(DMS)、甲乙基砜(MES)、甲基正丙基砜(MnPS)、甲基异丙基砜(MiPS)、甲基正丁基砜(MnBS)、甲基异丁基砜(MiBS)、甲基仲丁基砜(MsBS)、甲基叔丁基砜(MtBS)、乙甲基砜(EMS)、二甲基砜(DES)、乙基正丙基砜(EnPS)、乙基异丙基砜(EiPS)、乙基正丁基砜(EnBS)、乙基异丁基砜(EiBS)、乙基仲丁基砜(EsBS)、乙基叔丁基砜(EtBS)、二正丙基砜(DnPS)、二异丙基砜(DiPS)、正丙基正丁基砜(nPnBS)、正丁基乙基砜(nBES)、异丁基乙基砜(iBES)、仲丁基乙基砜(sBES)、以及二正丁基砜(DnBS)组成的组中的至少一种。例如，烷基砜衍生物是乙基苯基砜(EphS)。
在以上砜中，优选为选自于由EnPS、EiPS、EsBS、以及DnPS组成的组中的至少一种。这是因为可以在电解液中形成具有六配位单体结构的镁(Mg)复合物的EnPS、EiPS、EsBS、以及DnPS具有向电解液供应Cl-(氯离子)的高度能力并且能够稳定地形成活性镁复合物。这还因为在以上砜中，EnPS、EiPS、EsBS、以及DnPS可以在电解液中稳定地形成具有四配位二聚物结构的活性Mg复合物。
例如，镁盐包括选自于由氯化镁(MgCl2)、溴化镁(MgBr2)、碘化镁(MgI2)、高氯酸镁(Mg(ClO4)2)、四氟硼酸镁(Mg(BF4)2)、六氟磷酸镁(Mg(PF6)2)、六氟砷酸镁(Mg(AsF6)2)、全氟烷基磺酸镁(Mg(Rf1SO3)2，Rf1是全氟烷基基团)、以及全氟烷基磺酰亚胺镁(Mg((Rf2SO2)2N)2，Rf2是全氟烷基基团)组成的组中的至少一种。在这些镁盐中，具体地，优选MgX2(X＝Cl、Br、I)。
如果需要，电解液可进一步包含添加剂。例如，添加剂可以是包含金属离子或阳离子的盐，金属离子或阳离子即选自于由铝(Al)、铍(Be)、硼(B)、钙(Ga)、铟(In)、硅(Si)、锡(Sn)、钛(Ti)、铬(Cr)、铁(Fe)、钴(Co)、以及镧(La)组成的组中的至少一种原子或原子基团。可替换地，添加剂可以是包含选自于由氢、烷基基团、烯基基团、芳基基团、苯甲基基团、氨基基团、氟离子(F-)、氯离子(Cl-)、溴离子(Br-)、碘离子(I-)、高氯酸离子(ClO4 -)、四氟溴酸离子(BF4 -)、六氟磷酸离子(PF6 -)、六氟砷酸离子(AsF6 -)、全氟烷基磺酸离子(Rf1SO3 -，Rf1是全氟烷基基团)、以及全氟烷基黄酰亚胺离子((Rf2SO2)2N-，Rf2是全氟烷基基团)组成的组中的至少一种原子、有机基团、或阴离子的盐。添加添加剂可以改善电解液的离子导电性。
随后，使用含镁离子的非水性电解液，通过执行电化学电镀以在金属箔上沉积Mg金属而形成作为活性材料层的电镀层。
因此，获得所需电极。
[有利效果]
根据第一实施方式的电极的活性材料层至少包括镁(Mg)、碳(C)、氧(O)、硫(S)、以及卤素，并且具有在40eV至60eV的范围内表现出源自镁的单个峰的表面。在这样的表面上抑制表面氧化和表面钝化膜形成。因此，活性材料层的表面具有良好的电化学活性。
在根据第一实施方式的电极生产方法中，通过使用包含溶于含砜的溶剂中的镁盐的电解液的电化学电镀而形成活性材料层。因此，产生的活性材料层具有电化学活性表面。此外，使用电化学镁镀层技术使得可以获得薄的电极。
使用电化学镁镀层技术使得可以降低电极生产成本。通常，通过滚压形成金属薄膜。然而，由于其塑料性质，Mg薄膜形成需要反复地执行滚压。因此，滚压镁材料以形成电极将导致增加电极生产成本。
[变形]
(变形1)
电化学电镀也可以使用含镁离子的非水性电解液来执行，该电解液包括：包含砜和非极性溶剂的溶剂；以及溶于溶剂中的镁盐。在电解液中，砜与镁盐的摩尔比为例如但不限于4至20，典型地是6至16，优选地是7至9。
优选地，非极性溶剂是具有20以下的介电常数和20以下的供体数的非水溶剂。更具体地，例如，非极性溶剂是选自于由芳族碳氢化合物、醚、酮、酯、以及链状碳酸酯组成的组中的至少一种。例如，芳族碳氢化合物可以是甲苯、苯、邻二甲苯、间二甲苯、对二甲苯、或1-甲基萘。例如，醚可以是二乙醚或四氢呋喃。例如，酮可以是4-甲基-2-戊酮。例如，酯可以是乙酸甲酯或乙酸乙酯。例如，链状碳酸酯可以是碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、或碳酸乙甲基酯。
(变形2)
已经参考电极包括集电极和设置在集电极的表面上的活性材料层的实例，对以上实施方式进行了描述。然而，电极的结构并不局限于此结构。例如，电极可具有仅包含活性材料层的结构。
<2第二实施方式>
将对本技术的第二实施方式进行描述，即，提供镁离子电池作为具有根据第一实施方式的电极(作为负电极)的电化学设备的实例。
[镁离子电池的配置]
如图1中所示，根据本技术的第一实施方式的镁离子电池包括正电极10、负电极20、以及电解质层30。在需要时，镁离子电池可进一步包括置于正电极10与负电极20之间的分离器。在这种情况下，分离器浸渍有电解质层30中包含的电解液。
(正电极)
例如，正电极10具有包括正电极集电极和设置在正电极集电极的表面上的正电极活性材料层的结构。可替换地，正电极10还可具有仅包括正电极活性材料层而没有正电极集电极的结构。例如，正电极集电极包括诸如铝箔的金属箔。例如，正电极活性材料层包括硫(S)、氟化石墨((CF)n)、或者各种金属的氧化物或卤化物(诸如，钪(Sc)、钛(Ti)、钒(V)、铬(Cr)、锰(Mn)、铁(Fe)、钴(Co)、镍(Ni)、铜(Cu)、以及锌(Zn))作为正电极活性物质。
在需要时，正电极活性材料层可包含助导剂和粘结剂中的至少一种。助导剂的实例包括诸如石墨、碳纤维、炭黑、以及碳纳米管的碳材料。可以使用这些材料中的一种，或这些材料中的两种或更多种的混合物。可以使用的碳纤维的实例包括真空生长碳纤维(VGCF)。可以使用的炭黑的实例包括乙炔黑和科琴黑。可以使用的碳纳米管的实例包括单壁碳纳米管(SWCNT)和诸如双壁碳纳米管(DWCNT)的多壁碳纳米管(MWCNT)。此外，如果具有良好的导电性，则也可以使用除碳材料之外的其他材料，诸如，Ni粉末的金属材料和导电聚合物材料等。
可以使用的粘结剂的实例包括诸如聚偏氟乙烯(PVdF)和聚四氟乙烯(PTFE)、聚乙烯醇(PVA)树脂、苯乙烯-丁二烯共聚物橡胶(SBR)树脂、以及其他聚合物树脂的氟树脂。粘合剂还可以包括导电聚合物。可以使用的导电聚合物的实例包括取代或未取代的聚苯胺、聚吡咯、以及聚噻吩、以及包括这些聚合物中的一种或两种的(共)聚物。
(负电极)
负电极20可以是根据第一实施方式的电极或是根据第一实施方式的变形例的电极。
(电解质层)
电解质层30包括电解液。电解液包括溶剂和电解质盐，其中，电解质盐溶于溶剂中。
例如，电解质盐可以是镁盐。可以使用单个电解质盐或者两种以上电解质盐的混合物。可以使用的镁盐的实例包括用于第一实施方式中的电解液的镁盐。
溶剂的实例包括砜、四氢呋喃、碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸乙甲酯、碳酸甲丙酯、乙腈、二甲氧基乙烷、二乙氧基乙烷、碳酸亚乙烯酯、以及γ-丁内酯。可以单独使用这些溶剂，或者可以使用这些溶剂中的两种以上的混合物。可以使用的砜的实例包括用于第一实施方式中的电解液的砜。
(分离器)
分离器被设置成将正电极10与负电极20彼此分离并且防止两个电极彼此接触且导致短路电流，并且分离器被配置成允许镁离子经过其。例如，分离器可以是无机分离器和有机分离器中的任一种。
例如，无机分离器可以是玻璃过滤器。可以使用的有机分离器的实例包括由诸如聚四氟乙烯、聚丙烯、或聚乙烯的合成树脂制成的多孔隔膜。还可以使用这些多孔隔膜中的两种以上的层压结构。具体地，优选由聚烯烃制成的多孔隔膜，因为其在防止短路方面具有高效并且能够产生关闭效应以改善电池安全性。
[镁离子电池的操作]
在充电过程中，具有上述配置的镁离子电池通过镁离子(Mg2+)从正电极10经电解质层30移动至负电极20的运动将电能转化为化学能，而储存电力。在放电过程中，镁离子电池通过镁离子从负电极20经电解质层30返回至正电极10的运动而生成电能。
[有利效果]
根据第二实施方式的镁离子电池被设计成具有根据第一实施方式的电极作为负电极，从而使得可以提供具有良好充放电特性的镁离子电池。这也使得可以提供具有高能量密度的镁离子电池。
[变形]
电解质层30可包括电解液和用作保持电解液的保持器的聚合物化合物。其中，允许聚合物化合物充满电解液。在这种情况下，允许充满电解液的聚合物化合物可以是凝胶的形式。
例如，聚合物化合物可以是聚丙烯腈、聚偏氟乙烯、偏氟乙烯-全氟丙烯共聚物、聚四氟乙烯、聚六氟丙烯、聚乙烯氧化物、聚丙烯氧化物、聚磷腈、聚硅氧烷、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯醇、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸、苯乙烯-丁二烯橡胶、腈-丁二烯橡胶、聚苯乙烯、或聚碳酸酯。在电化学稳定性方面，具体优选是聚丙烯腈、聚偏氟乙烯、聚六氟丙烯、或聚乙烯氧化物。电解质层30还可以是固态电解质层。
实例
在下文中，将参考实例对本技术进行更具体的描述。应当理解的是，实例不旨在以任何方式限制本技术。
(实例1)
首先，制备含镁离子的电解液，其中包含MgCl2与EnPS的比例为1/8(摩尔比)的MgCl2和乙基正丙基砜(EnPS)。随后，使用含Mg离子的电解液，通过电化学电镀在Cu箔上沉积Mg金属而在Cu箔上形成镀Mg层，作为活性材料层。因此，获得期望的Mg电极。
随后，通过XPS对经由电化学电镀获得的镀Mg层的表面进行分析。因此，发现在镀Mg层的表面处存在Mg、C、O、S、以及Cl(参见图2(a)至图2(e))。此外，在表面分析中，在40eV至60eV的范围内，观察到源自Mg的单个峰而没有源自Mg的峰的分裂。
随后，通过Ar溅射从表面至约200nm的深度蚀刻镀Mg层，并且通过XPS分析产生的表面。因此，发现在Ar溅射之前和之后，源自Mg的峰的位置和形状没有改变(参见图3)。
还使用通过电化学电镀获得的Mg电极作为工作电极、使用表面抛光的Mg金属箔作为反电极和参考电极、以及使用含Mg离子的电解液来制备三电极电池。产生的电池经受I-V测量，在无过电位的情况下，观察Mg的溶解(参见图4)。
(实例2)
如实例1一样获得Mg电极，但是，替代使用了包含MgBr2与EnPS的比例为1/8(摩尔比)的MgBr2和乙基正丙基砜(EnPS)的含Mg离子电解液。
随后，如实例1中，执行I-V测量，但是，通过以上示出的电化学电镀获得的Mg电极用作工作电极。因此，在无过电位的情况下，观察Mg的溶解(参见图5)。
(实例3)
首先，如实例1一样获得Mg电极，但是，替代使用了包含MgBr2与EiPS的比例为1/8(摩尔比)的MgBr2和乙基异丙基砜(EiPS)的含Mg离子电解液。
随后，如实例1中，执行I-V测量，但是，通过以上示出的电化学电镀获得的Mg电极用作工作电极。因此，在无过电位的情况下，观察Mg的溶解(参见图6)。
(比较例1)
首先，提供可商购获得的Mg金属箔(由Nilaco公司制造)作为Mg电极。
随后，通过XPS分析所提供的Mg电极的表面。因此，观察到在Mg电极的表面处存在Mg、C、以及O(参见图7(a)至图7(c))。此外，在表面分析中，观察到源自Mg的峰分裂成两个分量，即示出了氧化Mg的存在。从面积比评估Mg氧化物与Mg金属的比例为21mol％(48.5eV)：79mol％(50.1eV)(参见图8)。
(比较例2)
首先，将可商购获得的Mg金属箔整夜浸渍在Mg电解液中。随后，利用乙基正丙基砜(EnPS)和甲苯洗涤Mg金属箔，并且然后在Ar手套箱中干燥，以得到Mg电极。
随后，通过XPS分析浸渍在Mg电解液中之后获得的Mg电极的表面。因此，发现在Mg电极的表面处存在Mg、C、O、S、以及Cl(参见图9(a)至图9(e))。此外，在表面分析中，观察到源自Mg的峰分裂成两个分量，并且从面积比评估Mg氧化物与Mg金属的比例为63mol％：37mol％(参见图10和图11(a))。
随后，通过Ar溅射从表面至约100nm的深度蚀刻Mg电极，并且然后蚀刻至约200nm的深度，同时通过XPS分析在这些位置中的每一个处的表面。因此，发现氧化物含量随着距Mg电极的表面的深度增加而减少(参见图10和图11(a)至图11(c))。
如实例1，还执行I-V测量，但是，替代使用了在浸渍到Mg电解液中之后获得的Mg电极。因此，Mg的溶解需要至少2V的过电位(参见图4至图6)。
下面示出了结果。
使用包含砜和Mg盐的电解液的电化学Mg电镀，使得可以获得Mg电极，该Mg电极具有在40eV至60eV的范围内表现出源自镁的单个峰的表面，换言之，获得具有电化学活性表面的Mg电极。
使用包含砜和Mg盐的电解液的电化学Mg电镀，使得还可以获得Mg电极，其中从其表面至200nm的深度Mg的氧化状态大致恒定，换言之，获得也具有电化学活性内部的Mg电极。
(实例4)
使用通过实例1中的电化学电镀制备的Mg电极作为负电极、使用硫、助导剂、以及粘结剂的混合物作为正电极、并且使用包含MgCl2与EnPS的比例为1/8(摩尔比)的MgCl2和乙基正丙基砜(EnPS)的Mg电解液，而制备钮扣型镁硫二次电池(以下称之为“钮扣电池”)。
如图12所示，通过将垫圈52放置在钮扣电池外壳51上、按顺序堆叠混合物中的正电极53、由玻璃过滤器制成的分离器54、由实例1中的Mg电极制成的负电极55、由500μm厚不锈钢片材制成的间隔件56、以及钮扣电池盖57、并且将钮扣电池外壳51卷边以密封，而制备钮扣电池。间隔件56提前被点焊至钮扣电池盖57。
当评估电池的特性时，观察到可逆的充放电反应(参见图13)。允许充放电反应的原因在于，在通过电化学电镀制备的Mg电极上抑制了表面氧化膜和惰性膜形成，使得活性物质表面具有良好的电化学活性。
已经对本技术的实施方式及其变形、以及本技术的实例进行了具体描述。应当理解的是，上述实施方式、变形、以及实例不旨在限制本技术，并且它们可基于本技术的技术理念以各种方式更改或改变。
例如，实施方式、其变形、以及实例中示出的配置、方法、过程、形状、材料、值、以及其他条件仅是实例，并且在需要时，还可以使用与上述不同的配置、方法、过程、形状、材料、值、以及其他条件。
此外，在不偏离本技术的实质的情况下，还可以对实施方式、其变形、以及实例中所示的配置、方法、过程、形状、材料、值、以及其他条件进行组合。
本技术还可具有下列配置。
(1)一种电极，至少包括镁、碳、氧、硫、以及卤素并且具有在40eV至60eV的范围内表现出源自镁的单个峰的表面。
(2)根据项(1)所述的电极，在从表面至200nm深度的区域内，电极在40eV至60eV的范围内表现出源自镁的单个峰。
(3)根据项(1)或(2)所述的电极，其中，从表面至200nm的深度，镁的氧化状态大致恒定。
(4)根据项(1)所述的电极，进一步包括集电极和设置在集电极上的活性材料层，其中，活性材料层至少包括镁、碳、氧、硫、以及卤素，并且在从活性材料层的一个表面至另一表面的深度内，活性材料层在40eV至60eV的范围内表现出源自镁的单个峰。
(5)根据项(1)或(4)所述的电极，进一步包括集电极和设置在集电极上的活性材料层，其中，活性材料层至少包括镁、碳、氧、硫、以及卤素，并且从活性材料层的一个表面至另一表面，镁的氧化状态大致恒定。
(6)一种包括根据项(1)至(5)中任一项所述的电极的电化学设备。
(7)一种电极生产方法，包括使用含砜和镁盐的电解液执行电化学电镀。
(8)根据项(7)所述的电极生产方法，其中，砜包括选自于由乙基异丙基砜、乙基正丙基砜、乙基仲丁基砜、以及二正丙基砜组成的组中的至少一种。
(9)根据项(7)或(8)所述的电极生产方法，其中，镁盐包括选自于由氯化镁、溴化镁、碘化镁、高氯酸镁、四氟硼酸镁、六氟磷酸镁、六氟砷酸镁、全氟烷基磺酸镁、以及全氟烷基磺酰亚胺镁组成的组中的至少一种。
(10)一种电极，可通过使用包含砜和镁盐的电解液的电化学电镀而获得。
参考符号列表
10 正电极
20 负电极
30 电解质层。

Claims (10)

1.一种电极，至少包括镁、碳、氧、硫、以及卤素并且具有在40eV至60eV的范围内表现出源自镁的单个峰的表面。
2.根据权利要求1所述的电极，在从所述表面至200nm深度的区域内，所述电极在40eV至60eV的范围内表现出源自镁的单个峰。
3.根据权利要求1所述的电极，其中，从所述表面至200nm的深度，镁的氧化状态大致恒定。
4.根据权利要求1所述的电极，进一步包括集电极和设置在所述集电极上的活性材料层，其中，所述活性材料层至少包括镁、碳、氧、硫、以及卤素，并且在从所述活性材料层的一个表面至另一表面的深度内，所述活性材料层在40eV至60eV的范围内表现出源自镁的单个峰。
5.根据权利要求1所述的电极，进一步包括集电极和设置在所述集电极上的活性材料层，其中，所述活性材料层至少包括镁、碳、氧、硫、以及卤素，并且从所述活性材料层的一个表面至另一表面，镁的氧化状态大致恒定。
6.一种包括正电极、负电极、以及电解质的电化学设备，其中，所述负电极至少包括镁、碳、氧、硫、以及卤素，并且具有在40eV至60eV的范围内表现出源自镁的单个峰的表面。
7.一种电极生产方法，包括使用含砜和镁盐的电解液执行电化学电镀。
8.根据权利要求7所述的电极生产方法，其中，所述砜包括选自于由乙基异丙基砜、乙基正丙基砜、乙基仲丁基砜、以及二正丙基砜组成的组中的至少一种。
9.根据权利要求7所述的电极生产方法，其中，所述镁盐包括选自于由氯化镁、溴化镁、碘化镁、高氯酸镁、四氟硼酸镁、六氟磷酸镁、六氟砷酸镁、全氟烷基磺酸镁、以及全氟烷基磺酰亚胺镁组成的组中的至少一种。
10.一种电极，能够通过使用包含砜和镁盐的电解液的电化学电镀而获得。
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