為了進(jìn)一步提高現(xiàn)有鎂離子電池的電化學(xué)性能，上海工程技術(shù)大學(xué)李博飛研究者在其電解液中添加適量的鋰鹽，并對(duì)其正極材料——二硫化鉬（MoS2）進(jìn)行了剝層改性處理。
鎂離子電池是指一種以某些金屬化合物或非金屬氧化物為正極材料、金屬鎂為負(fù)極材料的儲(chǔ)能電池，因具有較低的生產(chǎn)成本、較高的理論比容量和安全性等優(yōu)點(diǎn)，而深受廣大儲(chǔ)能研究者的歡迎，有望成為替代鋰離子電池的重要研究方向。然而，正二價(jià)鎂離子（Mg2+）由于有較高的電荷密度，所以導(dǎo)致傳統(tǒng)的插層型正極材料的電化學(xué)性能下降。
鎂離子電池的正極材料一般是二硫化鉬。 MoS2是一種比較典型的層狀過渡金屬硫化物，共價(jià)鍵合成的S-Mo-S層通過微弱的范德華力堆積在一起，有利于鎂離子在其間進(jìn)行脫出與嵌入。
為了解決Mg2+自身特性導(dǎo)致鎂離子電池電化學(xué)性能下降和進(jìn)一步提高層狀MoS2的電化學(xué)性能的問題，上海工程技術(shù)大學(xué)研究者在該電池的電解液——APC溶液中加入了一定比例的氯化鋰（LiCl），幷對(duì)MoS2進(jìn)行液相剝，構(gòu)建成了新型的鎂鋰雙離子電池體系。相對(duì)于現(xiàn)有的鎂電池來說，鎂鋰電池?fù)碛懈玫碾娀瘜W(xué)性能和倍率性能。
圖源：Bofei Li/materialstoday
研究表明，在APC電解液中加入Li+之后，電池的各項(xiàng)電化學(xué)性能都發(fā)生了不同程度的優(yōu)化。鎂鋰電池首次放電比容量可達(dá)124.9mAh/g，達(dá)到最高穩(wěn)定狀態(tài)下所需要的活化反應(yīng)圈數(shù)為50圈；鎂鋰電池在不斷地循環(huán)之后，MoS2的層狀結(jié)構(gòu)中會(huì)出現(xiàn)明顯的裂隙，幷伴隨部分碎片的產(chǎn)生，進(jìn)而能增加MoS2正極與電解液之間的接觸面積，提供更多的離子與正極之間的活化反應(yīng)位點(diǎn)。此外，剝離后的MoS2正極材料，也使鎂鋰電池的電化學(xué)性能得到了一定的提升。
該研究成果已以“Li+ additive accelerated structural transformation of MoS2 cathodes for performance-enhancing rechargeable Mg2+ batteries”為題發(fā)表在了materialstoday上。
