二次非水镁基电池是后锂离子电池技术的有前景的候选者。然而，负极上不均匀的镁沉积行为导致存在高过电位和短循环寿命的问题。
基于此，2024年10月7日，重庆大学徐朝和教授/王荣华副教授、韩国蔚山科学技术院的Jong-Beom Baek（白钟范）教授在国际顶级期刊Nature Communications发表题为《High-capacity, fast-charging and long-life magnesium/black phosphorous composite negative electrode for non-aqueous magnesium battery》的研究论文。
在这里，为了解决这些问题，作者报道了镁/黑磷（Mg@BP）复合材料的制备及其作为非水镁基电池负极的应用。
通过原位和非原位物理化学测量，作者证明镁离子最初嵌入黑磷二维结构中，形成化学稳定的MgxP中间体。中间体形成后，Mg电沉积反应成为主导。
在非对称扣式电池配置中进行测试时，Mg@BP复合电极可实现1600小时（800次循环）稳定的剥离/沉积性能，累积容量为3200mAh cm−2，库仑效率为99.98%。
Mg@BP | |nano-CuS扣式电池的组装和测试实现了在560mA g−1的特定电流下具有398mAh g−1的放电容量和约1.15V的平均电池放电电位，在25℃下进行225次循环，每周期的衰减率仅为0.016%。
图1：Mg@BP复合负极的制备方法和在不对称Mg||BP扣式电池配置中的沉积/剥离性能
图2：Mg@BP复合负极的Mg沉积行为和稳定性
图3：Mg@BP| |nano-CuS电池的电化学测试
Zhao, Q., Zhao, K., Han, GF.et al. High-capacity, fast-charging and long-life magnesium/black phosphorous composite negative electrode for non-aqueous magnesium battery. Nat Commun 15, 8680 (2024). https://doi.org/10.1038/s41467-024-52949-4
