镁金属电池具有较低的成本以及较高的能量密度，是潜在的下一代储能体系之一。然而，镁离子具有较高的电荷密度，因此通常与溶剂或者阴离子产生紧密的配位结构，造成迟缓的电化学动力学。此外，镁金属负极易于钝化，造成镁电池电化学性能降低。基于此，北京大学徐东升教授，李琦副教授联合中国科学技术大学焦淑红教授，发展了一种“高熵”电解液用于镁金属电池，同时实现电解液溶剂化结构以及镁金属界面性质的优化，从而提升镁金属负极的电化学性能。

高熵电解液具有多组分的特性，通过提高电解液的构型熵作用于吉布斯自由能，从而降低电解液组分分离或团聚倾向，改变电解液结构以及电极界面性质。“高熵”电解液的具体组成为双三氟磺酰基亚胺镁（Mg(TFSI)₂），三氟甲烷磺酸锂（LiOTf），乙二醇二甲醚（DME）以及磷酸三甲酯（TMP）。作者通过核磁、拉曼表征手段结合理论计算结果，证实该电解液中形成了一种“高熵”结构的Mg²⁺-2DME-OTf--Li⁺-DME-TMP溶剂化壳层，而在传统的Mg(TFSI)₂/DME电解液中则形成单一的Mg²⁺-3DME的溶剂化壳层。静电势分布结果表明，当溶剂化结构从Mg²⁺-3DME变为Mg²⁺-2DME-OTf--Li⁺-DME-TMP后，Mg²⁺与DME中醚键相互作用降低，因此DME溶剂稳定性提升。受益于“高熵电解液中独特的溶剂化结构，镁金属负极展现了高达98%的库伦效率，以及约450小时的循环寿命。

X射线光电子能谱（XPS）是研究镁金属负极界面层化学性质的有效手段。相较于Mg(TFSI)₂/DME电解液中产生的界面层，由高熵电解液中衍生出的界面层几乎检测不出N 1s的信号，说明TFSI-阴离子的分解受到抑制。因此，S 2p和F 1s信号说明OTf-阴离子发生还原反应并构建了界面层。此外，作者通过P 2p谱图发现由高熵电解液衍生的界面层中存在大量磷酸镁。通过XPS元素比例分析可知，由高熵电解液衍生的界面层中含有OTf-阴离子分解产物以及含P化合物，与Mg(TFSI)₂/DME衍生的界面层的化学组成与含量有显著区别。作者通过质谱以及光谱等手段结合XPS表征，证明高熵电解液形成的Mg²⁺-2DME-OTf--Li⁺-DME-TMP溶剂化结构促使OTf-阴离子以及TMP溶剂分子发生还原并分解产生具有镁离子电导的界面层，因此实现镁金属负极的稳定运行。

最终，使用高熵电解液的Mo₆S₈||Mg全电池展现了良好的循环性能。该工作为镁金属电池电解液的设计提供新的思路。