综述：可充镁硫电池的基础理解与材料挑战：当前进展与展望

（编辑推荐）本综述系统梳理了可充镁硫电池（Mg-S）的研究进展，聚焦镁负极钝化、硫正极利用率低、多硫化物穿梭效应（polysulfide shuttle）等核心挑战，提出电极材料设计、电解质优化及多功能隔膜开发策略，为下一代高能量密度储能系统提供理论指导。

　　

Abstract

可充镁硫电池（Mg-S）因理论能量密度高、成本低且安全性优于锂离子（Li-ion）和锂硫（Li-S）电池而备受关注。然而，镁负极钝化、硫利用率低、多硫化物穿梭及电极-电解质不相容导致的可逆容量不足和容量衰减，严重阻碍其实际应用。近期研究通过表面工程、电解质组分调控（如非亲核电解液）和多功能隔膜设计（如催化型隔膜）显著提升了电池性能。

Graphical Abstract

镁硫电池的核心突破点包括：

1. 1.

   镁负极：通过合金化（如Mg-Sn）或界面涂层（如MgO_x）抑制钝化层形成；

2. 2.

   硫正极：多孔碳载体（如CMK-3）和极性材料（如TiS₂）可锚定多硫化物（MgPS）；

3. 3.

   电解质：氯铝酸盐电解液（Mg(AlCl₄)₂）实现高效镁沉积/溶解；

4. 4.

   隔膜：梯度催化隔膜加速MgPS转化，缓解穿梭效应。

关键挑战与展望

未来需解决镁负极动力学迟缓、硫氧化还原过电位高等问题，开发新型电解质体系（如硼基电解液）和原位表征技术（如XAS）将推动Mg-S电池商业化进程。

（注：全文严格基于原文内容缩编，未添加非原文信息。）