盖世轿车讯 据外国媒体报道，在近期宣布在期刊《天然通讯（Nature Communications）》上的研讨中，我国研讨团队开宣布长寿命、快充电、高容量的镁@黑磷（Mg@BP）复合负极，以用于非水系镁电池。

  近年来，跟着电网储能和电力传输体系的加快速度进行开展，人们对“后锂离子电池”的需求大幅度的添加，其中非水系镁电池因镁负极的固有特性十分重视。作为一种经济高效的代替负极资料，镁的地球储量丰厚，并可供给入神的比容量和体积容量，以及较低的复原电势。可是，现有镁负极资料往往与各种电解液相容性较差。此外，显着的体积改变和严峻的副反应会导致负极结构坍塌、电解液耗尽，这样一些问题导致镁运用率低，以及在长时间循环进程中功能快速下降。

  在这项研讨中，该团队以黑磷为基质开宣布一种Mg@BP复合资料，并将其作为非水系镁基电池的负极，具体来说是运用黑磷纳米片来组成复合负极。研讨人员的方针是创立一种具有十分杰出电解质兼容性、快充才能、长寿命、均匀堆积行为和直接组成的镁复合负极。

  在制备Mg@BP复合负极时，研讨人员将黑磷浆料涂在铜集电器上，在线小时，然后制成黑磷电极。集电器上的黑磷质量负载估量约为0.5 mg cm−2。

  经过调理浆料的浇铸量来操控黑磷层的厚度。别的，将浆料涂在聚四氟乙烯（PTFE）薄膜上，并在枯燥后将其剥离，然后制备出独立的黑磷（F-BP）电极。

  在具有受控面积容量和电流密度的镁电池中，将镁涂覆在组成黑磷基电极上。在堆积进程完毕后，拆解不对称电池然后得到Mg@BP基复合负极。

  这些组成的镁复合负极被命名为Mg@F-BP和Mg@BP。研讨人员还运用相同的办法组成了对照复合负极。将镁镀在常用的集电器（铜、铝和碳纤维）上，然后制成相应的复合镁负极@C和Mg@Cu。

  研讨人员一起制备了微纳米级硫化铜（CuS）正极。结合理论和试验办法，研讨人员选用非原位透射电子显微镜（TEM）、原位光谱、理论核算和模仿等最新技能，探讨了复合负极的制备机理。

  结果标明，Mg²⁺开始部分刺进到黑磷晶体结构中，然后构成具有金属性质的化学安稳MgₓP中间体（有限刺进/第一阶段）。随后，将金属镁电化学堆积在前期构成的MgₓP/黑磷上，然后组成Mg@BP复合负极（安稳电镀/第二阶段）。这种有限的嵌入触发了从半导体黑磷到金属化合物的改变，使Mg@BP复合负极具有快速电荷转移和亲镁性质。这促进了镁的均匀成长行为和成核，而这是在原始金属镁负极和其他复合负极上难以实现的。

  在不对称扣子电池装备中，Mg@BP电极在800次循环（1600小时）内表现出安稳的剥离/电镀功能，库伦功率为99.98%，累积容量为3200 mAh cm⁻²。Mg@BP 纳米-CuS扣子电池拼装和测验标明，在560 mA g⁻¹的比电流下，放电容量为398 mAh g⁻¹，均匀电池放电电势为1.15 V，在25℃下225次循环进程中的衰减率为每次循环0.016%。

  整体而言，这项工作证明将Mg@BP复合负极用于非水系镁电池的可行性，标明晰储能技能的潜在前进。

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