可充电镁-硫（Mg-S）电池采用元素硫正极和镁金属负极，具有极高的理论能量密度（3221 Wh L⁻¹和1684 Wh kg⁻¹）、低成本和高可持续性等优点，近年来受到广泛关注。但在实验中，Mg-S电池循环性能往往较差、比容量较低、充放电极化较大。其中的关键问题包括（1）正极氧化还原产物（S和MgS）电子电导低，反应动力学缓慢；（2）可溶性多硫化物对负极的钝化作用突出等等。

作者通过在硫正极中引入元素硒，可同时改善Mg-S电池正极侧的反应动力学，并大幅提升金属负极的循环寿命。作者进一步采用XPS、TOF-SIMS和DFT等手段系统分析了硒掺杂的硫正极的储能机制，揭示了其反应动力学的提升来源于Se掺杂引起的氧化还原产物（S1−xSex和MgS2−xSex）的电子电导的提升。另一方面，虽然Se掺杂提升了反应动力学，降低了电解液中可溶性多硫（硒）化合物物的浓度，但多硫（硒）穿梭任然是容量衰减的主要原因。作者继续采用隔膜修饰的方法，抑制了穿梭效应，实现了长循环中硒掺杂硫正极的容量保持率的大幅提升（300次循环后容量保持率提升超50%）。

原文链接：https://doi.org/10.1002/aenm.202302905

（徐耀奇）