转换型铜硫化物正极材料在实现可充电镁电池在下一代储能技术中的竞争优势方面具有很大的潜力，但由于Mg2+离子的高库仑电阻和离子极化，其仍存在动力学迟缓和氧化还原可逆性低的缺点。
近日，北京理工大学曹传宝教授，Youqi Zhu报道了提出了一种阴离子Te取代策略，从而促进Te取代的CuS1−xTex纳米薄片正极中Cu0/Cu+的可逆氧化还原反应。
文章要点
1）X射线吸收精细结构分析表明，Te掺杂占据了硫原子的阴离子位置，改善了Cu物种的氧化态。
2）循环伏安测试显示，与原始CuS纳米片相比，CuS1−xTex纳米片与Cu~(2+)氧化还原反应有关的两对明显的氧化还原峰，表明阴离子Te取代导致了更出色的动力学和氧化还原可逆性。而动力学上有利的CuS1−xTex (x=0.04)纳米片在20 mA g−1电流密度下的比容量为446 mAh g−1，在1500次重复循环中具有良好的长寿命循环稳定性，在1 A g−1下的容量衰减率为每周0.0345%。此外，CuS1−xTex (x=0.04)纳米片在1 A g−1的高电流密度下也能表现出容量达到100 mAh g−1的出色倍率性能。
3）X射线光电子能谱(XPS)和X射线衍射(XRD)测试进一步证实了CuS1−xTex纳米片中Mg2+离子储存的转化反应机理。
研究工作为设计用于rMBs的具有可控动力学和高氧化还原可逆性的CuS基正极材料提供了一种有效的途径。
参考文献
Yuehua Cao, et al, Anionic Te-Substitution Boosting the Reversible Redox in CuS Nanosheet Cathodes for Magnesium Storage, ACS Nano, 2022
DOI: 10.1021/acsnano.1c10253
https://doi.org/10.1021/acsnano.1c10253
