近日，我院沈晓冬教授团队在《Advanced Materials》上发表题为“High-Energy Interlayer-Expanded Copper Sulfide Cathode Material in Non-Corrosive Electrolyte for Rechargeable Magnesium Batteries”的学术论文。论文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.201905524。

可充电镁电池具有丰富的材料资源、高体积比容量、无枝晶镁金属负极以及多电子氧化还原反应等优点，有望成为高比能、高安全性的未来电池。然而，多价Mg2+与正极材料中阴离子之间的强库仑作用、电极/电解质相容性差等问题阻碍了镁电池的发展。沈晓冬教授团队新型电池研究组赵相玉研究员等以具有高理论容量的CuS正极材料为研究对象，针对其可逆容量低、反应产物易脱溶等问题，通过卤化物插层提升镁离子在正极材料中的迁移和采用相容性好的电解液等策略，发展了高比能可充电镁电池。该CuS正极具有突出的储镁能力（在50 mA/g的电流密度下可逆放电容量高达477 mAh/g，质量能量密度为415 Wh/kg），显著高于现有报道的金属氧化物、金属硫族化合物及聚阴离子化合物等镁电池正极。此外，其在1C的高倍率下（560 mA/g）经过1000次的深度循环后，仍表现出优异的可逆稳定性。本工作为发展高性能可充电镁电池及其它多价离子电池（如Zn2+、Ca2+、Al3+）的正极材料提供了新的思路。相关研究得到了国家自然科学基金、江苏高校优势学科建设工程、江苏先进无机功能复合材料协同创新中心和江苏高校青蓝工程的资助。论文第一作者为硕士生沈寅麟。