Page 56 - 《精细化工》2023年第8期

·1670· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 40 卷

了多孔 B-TiO 2–x 纳米片（如图 6a 所示）。其中，氧
空穴在高充放电容量和长期循环稳定性方面起重要

作用，实验结果和 DFT 理论计算均证实，B-TiO 2–x
电极材料中存在的大量丰富氧空位（OVs）能够显
2+
著提高材料的导电性，并提供大量的 Mg 存储位
点，同时在微观上 B-TiO 2–x 纳米片呈现堆叠形貌（图
6b），并表现出较快的电化学反应动力学和优异的比
容量和循环稳定性（图 6c）。该工作也证明了利用
缺陷工程实现可充电镁离子电池电极材料整体电化
学性能提高的可行性。ZHANG 等 [24] 采用溶胶-凝胶
法制备了低成本的 MgFe x Mn 2–x O 4 （x=1.60、1.33、
1.00、0.67）纳米材料，分别简称为 MFM-1、MFM-2、
MFM-3 和 MFM-4。研究不同铁锰物质的量比对其

电化学性能的影响。结果表明，MgFe 1.33 Mn 0.67 O 4
（MFM-2）具有良好的电化学循环性能和倍率性能，
在 1000 mA/g 的高电流密度下，1000 次充放电循环后
也可获得 88.3 mA·h/g 的比容量，如图 7a 和 b 所示。

通过调节铁与锰的物质的量比，可以有效抑制电极材
图 5 VOPO 4 储镁电 化学过 程示 意图（ a ）及
Mg x VOPO 4 •nH 2 O 相图（b） [22] 料在充放电过程中的析氢和析氧。
Fig. 5 Electrochemical process of VOPO 4 magnesium storage Mg x V 2 O 5 离子嵌入型是正极嵌入材料的类型之
(a) and phase diagram of Mg x VOPO 4 •nH 2 O (b) [22] 一，V 2 O 5 是一种层状化合物，其中方形金字塔形

5+
WANG 等 [23] 提出一种高效原子取代策略来合 V 与 O 配位，与 V 第六氧相互作用弱 [25] 。如果键
成超薄、多孔、富氧空穴的 B-TiO 2–x 纳米片用于储 合晶格水也存在于 Mg x V 2 O 5 的晶体结构中，则会增
镁正极材料，其制备流程：在 N 2 保护条件下，以 强嵌入反应。嵌入可转变为镁的化合物，其扩散能
TiCl 4 和单质 S 为原料，油胺（OA）在 300 ℃回流， 势垒约为 0.8 eV 或更小，更有利于镁的嵌入和脱出。
2+
制备了超薄二维 TiS 2 纳米片，然后将 TiS 2 纳米片分 纳米 MgMn 2O 4（Mg 的扩散能势垒为 0.575 eV）在
散在去离子水中，搅拌、离心、洗涤和烘干，制备 2.9 V 下比容量为 290 mA·h/g。

图 6 B–TiO 2–x 超薄纳米片的合成示意图、形貌和储镁性能 [23]
[23]
Fig. 6 Synthesis diagram, morphology and magnesium storage properties of B-TiO 2–x

ZHANG 等 [26] 提出了一种由 MgMn 2 O 4 粒子和多 镁离子电池复合材料。制得的 MgMn 2 O 4 /MWCNTs
壁碳纳米管（MWCNTs）组成的水相（AMIBs）可充 （EMMO/MWCNTs）具有良好的表面完整性和结构