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“Stress release strategy driven by multi-interface structure and dual-ion insertion toward stable hybrid batteries”发表在国际期刊《Nano Energy》（2025, 111220），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国立大学杨会颖教授为共同通讯作者。
可充电镁电池（RMBs）因其丰富的镁资源和高安全性，被认为具有成为大规模储能装置的巨大潜力。开发以过渡金属硫族化合物为代表的高容量转换反应正极材料，对于满足高性能RMBs的要求至关重要。然而，这类材料在电化学反应过程中内部会产生强烈的机械应力，导致晶体结构受损、循环稳定性降低，限制了其进一步发展。本文首次探索了一种新型Cu4SnS4正极材料，并合理地提出了一种由多界面结构和双离子嵌入驱动的应力缓冲策略，以实现卓越的储能行为。基于该策略，探究并设计了具有多个界面的类似花状微球作为典型代表材料，从微观和宏观角度创新性地证明了多界面结构和双离子嵌入对离子扩散和应力耗散机制的调控效应。Cu4SnS4的性能和结构稳定性得到了显著提升，从而展现出卓越的储能行为和杰出的结构稳定性。此外，还进行了原位表征以深入探究其优异储能能力的潜在机制，并进行了更深入的理论分析以验证反应机制的合理性。这项工作证实了调节内部应力和反应动力学以增强储能性能的重要性。
以上研究工作得到了河北省自然科学基金、河北省燕赵黄金台聚才计划骨干人才项目（留学回国平台）、河北大学高层次人才引进项目、国家重点研发计划和新加坡教育部项目的资助和支持。
全文链接：https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2025.111220
