近日，我院先进材料与能源器件团队在镁电池研究方面取得新进展。相关工作“Dual-Ion Co-Insertion Engineering for KineticsEnhancement and Stress Regulation in Cu3VS4TowardDurable Magnesium/Lithium Hybrid Batteries”发表在国际期刊AdvancedFunctionalMaterials (2024, 2411881)，硕士生司文惠为论文第一作者，陈松博士、张文明教授和新加坡科技设计大学杨会颖教授为共同通讯作者。
可充电镁电池在储能领域具有广阔的发展前景，但由于二价Mg2+引起的强静电相互作用导致其扩散动力学缓慢。本文提出了双离子共嵌入策略，以加速离子在Cu3VS4中的迁移，实现更高的比容量、倍率性能和超稳定的循环能力。动力学分析结合DFT计算表明，双离子共嵌入可以加快电荷转移，降低Mg2+的扩散势垒，优化反应动力学。有限元模拟从力学角度验证了双离子共嵌有助于减轻壳层中镁化/锂化引起的应力，并保持结构完整性。非原位表征说明了镁/锂的多步骤存储机制和结构的演变。我们所提出的阳离子共嵌策略不仅有望为开发高性能的镁电池提供新的思路，而且能为多价电池系统优化提供灵感。
以上研究工作得到了河北省自然科学基金、河北大学高层次人才引进项目和新加坡教育部项目的资助和支持。
全文链接：https://doi.org/10.1002/adfm.202411881.
