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與鋰硫電池相比，鎂硫電池具有更高的理論容量能量密度、更高的安全性和更低的成本。然而，Mg–S電池的循環壽命差，能源效率低。

香港中文大學盧怡君教授發現與1,2-二甲氧基乙烷 (DME) 基電解液中的Li⁺相比，Mg²⁺存在下多硫化物的溶解度要低得多，因此Mg–S反應以“固-固”反應為主，這導致動力學緩慢，可逆性差。

通過使用高施主數溶劑（例如二甲基亞砜（DMSO））增加多硫化物的溶解度，從而將0.1 C時放電容量從660增加到≈1500 mAh g^-1，并將硫過電位從>600降低到≈200 mV（能效超過90%）。

基于這種策略，具有DMSO基電解液的Mg-S正極0.4 C下的300次循環中表現出700 mAh g^-1的可逆容量。這項工作揭示了Mg-S電池的反應限制，并為高能可逆Mg-S電池的電解液設計提供了重要見解。

圖1 三電極Mg-S電池的恒電流放電/充電曲線

圖2 基于DMSO的三電極Mg-S電池的電化學性能

Achieving Efficient Magnesium–Sulfur Battery Chemistry via Polysulfide Mediation. Advanced Energy Materials 2021. DOI: 10.1002/aenm.202101552

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