作为一种典型的转换型正极材料，CuS因其优异的能量密度、稳定的电压平台和低成本，在可充电镁电池（RMBs）领域显示出巨大潜力。然而，CuS正极中较差的相变可逆性导致库仑效率低和循环寿命短，阻碍了其进一步发展。在此，武汉理工大学安琴友、谢俊、张磊、Ren Wen等人通过锚定在rGO纳米片上的CuS纳米颗粒制作了大量的C-S异质界面（CuS@G）。

研究显示，面外C-S键有效地降低了Cu-S四面体内硫原子的活化能，促进了Cu₂S晶体结构中S-S键的形成，并在充放电过程中驱动了Cu2S和CuS之间的可逆相变。此外，可逆的相变可以减少体积膨胀引起的铜离子溶解。

基于此，CuS@G正极表现出优异的倍率性能（1 A g−1时为160.5 mAh g−l），在1000次循环后仍保持64.7%的容量。此外，作者组装了耐用CuS@G||Mg软包电池，可提供9.5 mAh的高容量。

图1. 电化学行为

总之，该工作发现强相互作用的C-S键有助于电子从石墨烯转移到Cu2S中的硫原子。研究显示，额外的电子破坏了稳定的Cu-S四面体结构，使硫原子之间更容易形成S-S键。S-S键的较低形成能最终促进了Cu2S向CuS的转化。此外，该种可逆的相变导致应力累积减少，从而最大限度地减少了活性材料（Cu）的穿梭。

图2. 软包电池性能

基于此，CuS@G正极表现出优异性能。因此，该工作发现C-S键的有益效果可扩展到其他转换型正极（例如CoS2、NiS2、FeS2），增强其转换反应的可逆性并减少活性材料的穿梭。The Out‐of‐Plane C─S Bonds Boosting Reversible Redox in Copper Sulfide Cathodes for Ultradurable Magnesium Battery, Advanced Functional Materials 2024 DOI: 10.1002/adfm.202419594