Hocheffizientes, langlebiges Magnesium-Schwefel-Batteriesystem: Profitieren Sie von MOF-abgeleiteten Kohlenstoffträgern und Lithiumsalz-Regulatoren
Elektrofahrzeuge und Smart Grid in Bereichen wie Batterie Energiedichte, Sicherheitsanforderungen weiterhin zu erhöhen, die Entwicklung von Low-Cost, hohe Energiedichte, Sicherheit der neuen Sekundärbatterien drückender.In vielen neuen Batteriesystemen, Magnesium-Batterien aufgrund des Volumenverhältnisses der negativen Elektrodenkapazität (3833mAh / cm³), reich an Ressourcen, nicht leicht zur Bildung von Dendriten während des Abscheidens / Ablösens usw. Jedoch aufgrund seines kleinen Volumens, der großen Ladungsdichte und der starken Polarisation, Preis von Magnesium-Ionen-reversible Freisetzung der positiven Elektrodenmaterial Auswahl.Aufgrund des Mangels an hohem Potenzial der positiven Elektrode Struktur und Elektrolyt Formulierung Prototyp, durch die Entwicklung von hohem Potenzial eingebetteten Magnesium Batterie Forschung war langsam. Darüber hinaus gibt es einen realisierbaren Weg ist ein moderates Potenzial zu bauen Magnesiumbasierte Batteriesysteme basierend auf Massenumwandlungsreaktionen, wie Mg-S-Batterien (theoretische Energiedichte bis zu 1722 Wh / kg), aber erfolgreiche Strategien in Li-S-Batterien können nicht einfach in Mg-S-Systeme repliziert werden. Batteriepolarisations-, -raten- und -zyklusleistung ist immer noch schlecht.
Um die Probleme der Migration der zweiwertigen Magnesiumionen langsam Gitter, Shanghai Institute of Ceramics Forscher Chi Lin Li vorherige Arbeitsteams zu vermeiden hat Massendoppelsalz von Magnesium-Basis-Batterie (Adv positive Elektrode aus Lithiumpolysulfid Antriebs-Shift-Reaktion entwickelt Funkt. Mater. 2015, 25) Gleichzeitig wurde ein magnesiumbasiertes Batteriesystem mit einer Anionen-eingebetteten Aktivierung und einem exponierten Reaktionszentrum vorgeschlagen (Adv. Funct. Mater. 2015, 25). Die Forscher stellten eine metallorganische Gerüstverbindung ZIF67 als Vorstufe her, um einen Co, N-heterogenen, ko-dotierten, gradierten, porösen Kohlenstoff als Schwefel-Wirtsmaterial herzustellen, um die Magnesium-Schwefel-Batteriekapazität und Zyklusleistung zu erreichen deutlich mit 1C aktualisieren, der Magnesium-Schwefel-Batterie weist eine ausgezeichnete Zyklenfestigkeit, anfängliche Entladungskapazität von bis zu 600 mAh / g blieb die Kapazität nach 200 Zyklen bei 400 mAh / g. 5C bei höherer Vergrößerung, Die Zellen haben immer noch eine reversible Kapazität von 300-400 mAh / g Um die elektrochemische Leistung weiter zu verbessern, verwenden die Forscher reduzierte Graphen-modifizierte Membranen, um die Zellarchitektur zu optimieren, was sie weiter einschränkt Synergy Sulfid Shuttle, kann die Batterie bei einer Stromdichte von 0,1 C 250 Zyklen oder mehr beträgt, signifikant die Zyklusstabilität einer Magnesium-Schwefel-Batterie verbessern betrieben werden. Ausgezeichnete elektrochemischen Eigenschaften von Magnesium-Schwefel-Batterie des Nutzens von mehreren Faktoren ab, wie zum Beispiel dotierten Hetero Heteroaryl erleichtert Magnesium Polysulfid-Schwefel-Batterien Adsorptions- und katalytische Zersetzung des Ladungs-Entladungs-Prozesses, das Hinzufügen eines Lithiumsalz und Magnesiumchlorid die negativen Elektrode aktive Elektrolyts Oberflächenpassivierung bei der Unterdrückung und eine verbesserten nicht-nukleophiles Magnesium Elektrolyten vorteilhaft ist, Ladungs Die Einstellung des Entladungsmodus und die Modifizierung der Membran tragen dazu bei, den Verlust von Polysulfiden zu reduzieren und zu kontrollieren, was den Shuttle-Effekt hemmt.
Die Forschungsergebnisse veröffentlicht in den „Advanced Materials“. Die Studie wurde von den wichtigsten nationalen Forschungs- und Entwicklungsprogramm unterstützt, gefördert von der National Natural Science Foundation of China, Chinesische Akademie der Wissenschaften ‚Hundred‘ und Shanghai ‚Menschen bei der Planung‘ und dergleichen.
