镁可充电电池（MRB）是极具潜力的下一代锂离子电池技术，其有助于满足对高能量、高性价比、高安全性储能设备日益增长的需求。而使用硫化钼阴极的早期MRB原型具有较低的端电压，因此需要开发能够克服硫化物低Mg²⁺电导率的氧化物基阴极。近日，日本东北大学Hiroaki Kobayashi、庆应义塾大学Hiroaki Imai报道了用于室温镁可充电电池的超多孔、超小MgMn₂O₄尖晶石阴极。

本文要点：

1) 作者通过冷冻干燥辅助室温酒精还原工艺制备了一种超多孔（>500 m² g^–1）和超小（<2.5 nm）的立方尖晶石MgMn₂O₄（MMO）。虽然制备的MMO具有160 mAh g^–1的放电容量，但通过热处理去除其表面羟基会对其活化而不会引起其结构变化，从而将其放电容量提高到270 mAh g^-1。

2) 这些结果是由于超多孔、超小颗粒稳定了亚稳态立方尖晶石相，促进了MMO中Mg²⁺的插入/脱嵌过程，以及立方尖晶石和立方岩盐相之间的可逆转变，从而获得了优异的电池性能和极大地促进镁可充电电池的发展。

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Hiroaki Kobayashi et.al Ultraporous, Ultrasmall MgMn2O4 Spinel Cathode for a Room-Temperature Magnesium Rechargeable Battery ACS Nano 2023

DOI: 10.1021/acsnano.2c12392

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.2c12392