Système de batterie au magnésium et au soufre à haute cadence et à longue durée de vie: Bénéfice des transporteurs de carbone dérivés du MOF et des régulateurs au sel de lithium
Le domaine des véhicules électriques et de la densité d'énergie intelligente de la batterie de la grille, les exigences de sécurité continuent d'augmenter, le développement d'un faible coût, haute densité énergétique et la sécurité d'une nouvelle batterie secondaire de plus en plus urgent. Dans beaucoup de nouveaux systèmes de batteries, en raison du rapport de volume négatif de la capacité de la batterie de magnésium haute (3833mAh / cm3), est riche en ressources, les avantages de la formation facile de dépôt dendritique / lift-off, a attiré l'attention générale. ions magnésium, mais de petite taille, la densité de charge, les caractéristiques de polarisation forts, limite fortement pour deux désintercalation divalent d'ions magnésium réversible de matériau d'électrode positive choisi en raison de l'absence de structure d'électrode positive et un électrolyte formule prototype potentiel élevé, le progrès lent par le développement de la batterie de magnésium recherche intégré à fort potentiel. en outre, il existe un chemin possible est de construire un potentiel modéré sur la base des systèmes de batteries à base de magnésium en vrac réaction de conversion, tels que les cellules MG-S (densité d'énergie théorique de 1722Wh / kg), mais la stratégie réussie batterie Li-S pas simplement être copié dans le système Mg-S, il a été rapporté soufre de magnésium La polarisation du potentiel de la batterie, la vitesse et la performance du cycle sont encore médiocres.
Pour éviter les problèmes de migration des ions de magnésium divalent réseau lent, Shanghai Institute of chercheur Céramique Chi Lin Li équipes de travail précédente ont développé électrode positive de lithium masse sel double de réaction de changement de vitesse d'entraînement de polysulfure de batterie à base de magnésium (Adv Funct Mater, 2015, 25) En même temps, un système de batterie à base de magnésium avec une activation incorporée anionique et un centre réactionnel exposé a été proposé (Adv Funct Mater, 2015, 25). Les chercheurs ont fabriqué un composé à structure organométallique ZIF67 en tant que précurseur pour préparer un carbone poreux classé co-dopé hétérogène Co, N en tant que matériau hôte soufré pour obtenir une capacité de batterie au soufre en magnésium et des performances de cycle. mise à jour de manière significative au taux 1C, de la stabilité du cycle batterie de magnésium et de soufre présente une excellente capacité de décharge initiale jusqu'à 600mAh / g, la capacité après 200 cycles est resté à 400mAh / g. 5C à plus fort grossissement, Les cellules ont toujours une capacité réversible de 300-400 mAh / g Pour continuer à améliorer les performances électrochimiques, les chercheurs utilisent des membranes modifiées au graphène réduit pour optimiser l'architecture des cellules, limitant encore navette sulfure Synergy, la batterie peut fonctionner à une densité de courant de 0,1 C à 250 cycles ou plus, d'améliorer de manière significative la stabilité du cycle d'une batterie de magnésium-soufre. D'excellentes propriétés électrochimiques de la batterie magnésium-soufre de la prestation de plusieurs facteurs, tels que hétérostructure dopée hétéroaryle faciliter magnésium polysulfure batteries de soufre adsorption et la décomposition catalytique du procédé de charge-décharge, en ajoutant un sel de lithium et le chlorure de magnésium est avantageuse dans la suppression de la passivation de surface de l'électrode négative d'électrolyte actif, et l'amélioration de l'électrolyte de magnésium non nucléophile, de charge L'ajustement du mode de décharge et la modification de la membrane aident à réduire et contrôler la perte de polysulfures, inhibent l'effet de navette.
Les résultats de recherche publiés dans les « Advanced Materials ». L'étude a été soutenue par le programme de recherche et de développement national clé, financé par la Fondation nationale des sciences naturelles de Chine, l'Académie chinoise des sciences « Cent » et «plan de gens de Shanghai et autres.
