镁离子电池价格低廉、安全性高且对环境友好,作为绿色二次电源,未来非常有希望被应用于电动汽车或大规模储能系统。镁与锂的化学性质相似,不过与锂离子电池相比,镁离子电池还处于研究的初始阶段,实现其商业应用的关键之一是开发合适的电池正极材料。本文的主要内容是研究和开发新型的镁离子电池正极材料,采用X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）等技术表征了过渡金属硫化物FeS₂和CoS的物相结构和形貌,通过循环伏安（CV）曲线与恒流充放电测试技术分析了它们作为正极材料的可行性以及它们的电化学性能受碳包覆工艺的影响情况,主要研究内容如下:通过水热法合成了白铁矿型FeS₂,并将其首次应用于镁离子电池正极材料。FeS₂粉末由粒径10μm左右的球状颗粒构成,尺寸均一,表面有凸起。电化学性能测试结果表明,FeS₂的平均放电比容量为43.7mAh/g,循环周期约40次,是一种具有潜力的正极材料。碳包覆工艺改性后,颗粒表面凸起被覆盖,材料的放电平台电压上升,平均放电比容量大幅提高到70.7mAh/g,库伦效率接近100%,循环性能亦得到改善。通过溶剂热法合成了CoS材料,厚度约40nm的纳米片自组装形成了粒径1.5μm左右的花状球,XRD表征结果显示其结晶性良好。以CoS为镁离子电池的正极材料,电化学测试结果表明其库伦效率在80%-90%之间,循环性能良好,平均放电比容量高达157.1mAh/g,比目前报道的大多数正极材料优异。同时,本文还探讨了CoS在电池中的充放电反应机理,分析了影响镁电池电化学性能的各个因素,如充放电电流倍率,CoS的合成温度等。碳包覆工艺处理后,电池的库伦效率得到提升,材料的室温循环性能大幅改善。