镁电池具有易获得、高理论体积容量和无枝晶的镁负极等优点，有望成为下一代可充电电池，但在获得快速的镁离子动力学和开发有效的正极材料方面仍然充满挑战。

近日，复旦大学余学斌教授报道了开发了一种简单的方法制备出一种自组装的在CF上原位均匀生长的具有分级纳米孔团簇阵列特征的Cu₂S（Cu₂S HP/CF）。

文章要点

1）研究人员充分利用MOF材料在硫化过程中的体积变化，从而实现了丰富的多孔形貌。

2）将3D材料被用作新型无粘结剂Mg²⁺/Li⁺混合电池正极材料，结果显示，其在100 mA g⁻¹下实现了311 mAh g⁻¹的可逆比容量，并具有优异的循环性能。

3）研究发现，纳米孔阵列和无粘结剂的特性不仅为缓解重复循环中的应变提供了充足的空间，而且在提供高Mg²⁺/Li⁺通量和贯穿电极的连续快速导电路径方面表现出更大的优势，即使在转换型正极中也能够实现超长的循环寿命。

这种可扩展路线将为合理设计无粘结剂材料和以MOF为前驱体的层次化多孔纳米结构提供一个新的方向，以提高转换型正极的稳定性。

参考文献

Guilei Zhu, Guanglin Xia, Xuebin Yu, Hierarchical 3D Cuprous Sulfide Nanoporous Cluster Arrays Self-Assembled on Copper Foam as a Binder-Free Cathode for Hybrid Magnesium-Based Batteries, Small 2021

DOI: 10.1002/smll.202101845

https://doi.org/10.1002/smll.202101845