作为新一代电化学储能技术，可充电镁（Mg）电池因其体积能量密度高、安全性低、来源丰富等优点而受到人们广泛关注。虽然已有少数综述总结和讨论了Mg电池正负极材料的研究进展，但对具有代表性和独特的提高Mg基二次电池性能的材料设计策略进行全面而深入的综述并不多见。

基于此，青岛科技大学张忠华副教授，李桂村教授，中国科学院青岛生物能源与过程研究所崔光磊研究员从内部和外部两个方面对所有九种改善正极材料储镁性能的材料设计策略和方法进行了全面的总结。旨在为提高可充电Mg基电池的可逆容量、倍率和循环性能提供共同的材料设计理念。

文章要点

1）为了提高镁离子的存储性能，人们开发了各种各样的材料设计策略和方法，包括：1）设计“软”阴离子正极材料，2）插入溶剂或络合离子，3）扩大层状正极材料的夹层，4）在晶格中掺杂杂原子，5）尺寸调整，6）设计亚稳态材料，7）高温测试电池，8）设计混合电池，9）开发有机材料。

2）作者从降低镁离子扩散势垒或改变反应路径等方面总结了详细机理。此外，还总结和分析了基于人工夹层设计、高效电解液筛选和替代负极探索的策略，以获得性能更佳的负极。

3）作者从实际应用的角度，列举了各种材料设计策略的优缺点。此外，还综述了高能量密度Mg-S和Mg-Se电池作为极具发展前景的电化学储能系统的最新进展。总结了Mg基电池的性能改进策略，以期为Mg基电池及其他电池技术的未来发展提供一些思路。

参考文献

Jinlei Zhang, et al, Current Design Strategies for Rechargeable Magnesium-Based Batteries, ACS Nano, 2021

DOI: 10.1021/acsnano.1c06530

https://doi.org/10.1021/acsnano.1c06530