镁锂混合离子电池(MLHBs)结合了高安全性和快速离子动力学的优点，使其成为一种有前途的新兴储能系统。

近日，中科大Yangchao Tian，安徽师范大学刘金云教授通过双管齐下的方法克服了镁/锂杂化离子系统中离子扩散和存储的挑战。

文章要点

1）一方面，采用NiCo₂S₄基正极实现了快速正极氧化还原动力学。微花结构结合了一维纳米线和二维层状纳米片的优点，提供了短径向电荷传输通道和许多活性中心，同时分散了双离子插层的机械应力，有效地缓解了循环过程中的体积变化。此外，参与反应的铜集电体在阴极上建立了一条高速的电子传输路径，催化了镁/锂离子的可逆存储，实现了正极的完全活化。

2）另一方面，受在镁−硫磺电解液中引入双(三氟甲基磺酰亚胺)锂（LiTFSI）的研究的启发，研究人员采用LiTFSI作为锂添加剂，形成了MLHBs双盐电解液。LiTFSI能够在不钝化镁负极极的情况下激活镁离子。通过用低成本的LiTFSI取代LiCl形成高度稳定的混合电解液，提高了体离子迁移率，同时降低了极化。

3）正如预期的那样，通过加速氧化还原反应动力学，可以在不同的温度下实现增强的循环性能。采用铜集电体和改进的APC-LiTFSI电解液制备的NiCo₂S₄正极具有较高的倍率性能。即使在10.0 A g⁻¹下，它也提供了89.7 mAh g⁻¹的高比容量和在0.1 A g^-1下，708 Wh kg⁻¹的超高电极能量密度。此外，在2600次循环中，2.0 A g⁻¹时的容量达到204.7 mAh g⁻¹，突出了其超长的循环寿命。

4）研究人员通过对电极各反应侧的系统研究，揭示了铜集电体在镁锂杂化离子存储中的强化机理。

参考文献

Yingyi Ding, et al, A Magnesium/Lithium Hybrid-Ion Battery with Modified All-Phenyl-Complex-Based Electrolyte Displaying Ultralong Cycle Life and Ultrahigh Energy Density, ACS Nano, 2022

DOI: 10.1021/acsnano.2c07174

https://doi.org/10.1021/acsnano.2c07174