元素百科介绍动力学改进的镁硫电池研究取得进展。电动汽车和智能电网不断提高电池能量密度和安全要求，开发低成本、高能量密度、安全的新型二次电池越来越迫切。在众多新型电池系统中，镁电池由于负极体积高于容量(3833mah/cm3)、资源丰富，在沉积/剥离中不易形成枝晶等优点，受到广泛关注。但镁离子体积小、电荷密度大、极化作用强等特点极大地限制了二价镁离子可逆脱嵌的正极材料的选择。由于缺乏高电位的正极结构和电解液配方原型，高电位嵌入式镁电池的研究进展缓慢。此外，另一条可行的路径是构建基于大容量转换反应的镁基电池系统，如Mg-S电池（理论能量密度高达1722Wh/kg），然而，Li-S电池中的成功策略不能简单地复制到Mg-S系统中，已报道的镁硫电池的电位极化、倍率和循环性能仍然较差。
为了避免二价镁离子在晶格内迁移缓慢的问题，中国科学院上海硅酸盐研究所研究员李志林团队在前期工作中开发了大容量双盐镁基电池，用于锂驱动多硫化物的正转换反应（Adv. Funct. Mater. 2015，25），同时，提出了镁基电池系统，阴离子嵌入激活，反应中心暴露（Adv. Funct. Mater. 2015，25）。最近，该团队在动力学改进的镁硫电池研究方面取得了重要进展。最近，该团队在动力学改进的镁硫电池研究方面取得了重要进展。研究人员选择了金属有机框架化合物ZIF67作为前驱，并制备了一种Co、作为硫宿主材料，N异质原子混合的分级多孔碳实现了镁硫电池的倍率和循环性能的显著提升。镁硫电池在1C倍率下具有优异的循环稳定性，首次放电容量可达600mah/hg，200次循环后，容量仍保持在400mah/g左右。在更高的5C倍率下，电池仍然具有300-400mah/g的可逆容量。为了继续提高电化学性能，研究人员利用修复氧化石墨烯的隔膜来优化电池结构，进一步限制多硫化物的穿梭。电池可在0.1C电流密度下运行250次以上，显著提高了镁硫电池的循环稳定性。镁硫电池优异的电化学性能受益于多种因素的协同作用，如异质混合有利于镁硫电池在充放电过程中多硫化物的吸附和催化分解，在非核镁电解质中添加锂盐和氯离子有利于抑制镁负极表面钝化，提高电解质活性，充放电模式调整和隔膜修改有利于减少和控制多硫化物的损失，抑制其穿梭效果。
