镁离子电池（MIBs）具有氧化还原电位低、理论容量高、无枝晶、安全等优点，被认为是一种有前景的后锂储能技术。然而，在现有的少量MIBs正极材料中，镁离子动力学缓慢是制约其进一步发展的一个关键挑战。基于传统的离子嵌入机制，现有的正极材料的容量大多不理想，循环寿命较差。

近日，香港城市大学支春义教授，中科院长春应化所Ying Wang开发了一种用于MIB的Te正极，其基于转换机制，具有高容量、高能量密度和高倍率性能。

文章要点

1）得益于Te的高导电性和CS封装增加的转换位点，在0.1 A g⁻¹下387 mAh g⁻¹的放电容量和出色的倍率性能（即使在5 A g⁻¹下，容量也能达到165 mAh g⁻¹）。

2）研究人员利用XRD、XPS和拉曼光谱研究了Te到MgTe₂再到MgTe的两步转化过程，并通过AIMD模拟和密度泛函理论（DFT）计算证实了这一过程。

3）计算的Mg²⁺扩散系数证实了Mg²⁺在正极中最高可达3.54×10⁻⁸ cm² s⁻¹的高迁移率。此外，由于抑制了多碲化合物的穿梭问题，Mg∥Te电池具有良好的循环性能（500次循环后容量保持率为77.5%）。

本工作开发了一种转换型可充电MIB，具有较高的倍率性能和循环寿命。

参考文献

Ze Chen, et al, Tellurium: A High-Performance Cathode for Magnesium Ion Batteries Based on a Conversion Mechanism, ACS Nano, 2022

DOI: 10.1021/acsnano.1c07939

https://doi.org/10.1021/acsnano.1c07939