Sistema de bateria de magnésio e enxofre de alta qualidade e de longa duração: Beneficie de transportadores de carbono derivados de MOF e reguladores de sal de lítio
Os veículos elétricos e a rede inteligente em áreas como a densidade de energia da bateria, os requisitos de segurança continuam a aumentar, o desenvolvimento de baixa carga e alta densidade de energia, a segurança das novas baterias secundárias mais pressionadas. Em muitos novos sistemas de bateria, as baterias de magnésio devido ao volume da capacidade de eletrodo negativo (3833mAh / cm3), ricos em recursos, não são fáceis de formar dendritos durante a deposição / decapagem, etc. No entanto, devido ao seu pequeno volume, grande densidade de carga e forte polarização, Preço da liberação reversível de íons de magnésio da seleção de material de eletrodo positivo. Devido à falta de alto potencial da estrutura de eletrodo positivo e do protótipo de formulação de eletrólito, o desenvolvimento de pesquisas de bateria de magnésio embutido de alto potencial é lento. Além disso, existe um caminho viável é construir um potencial moderado Sistemas de bateria baseados em magnésio baseados em reações de conversão em massa, como baterias de Mg-S (densidade de energia teórica até 1722 Wh / kg), mas estratégias bem-sucedidas em baterias Li-S não podem simplesmente ser replicadas em sistemas Mg-S. A polarização do potencial da bateria, a taxa eo desempenho do ciclo ainda são fracos.
Para evitar o problema da migração intragranular lenta de íons de magnésio divalentes, o time Li Qilin do Instituto de Cerâmica de Xangai, Academia Chinesa de Ciências, desenvolveu uma bateria de grande capacidade de duplo sal com magnésio (Adv Funcionamento, Maternidade 2015, 25). Ao mesmo tempo, propôs-se um sistema de bateria com base em magnésio com ativação integrada de aniões e um centro de reação exposto (Adv. Funct. Mater. 2015, 25). Recentemente, Os pesquisadores fizeram um composto de estrutura metálico-orgânico ZIF67 como um precursor para preparar um carbono poroso graduado co-dopado heterogêneo de Co, N como um material hospedeiro de enxofre para atingir a capacidade da bateria de enxofre de magnésio e desempenho do ciclo Melhorou significativamente a taxa de 1C, a bateria de enxofre de magnésio mostrou excelente estabilidade do ciclo, a primeira capacidade de descarga até 600mAh / g, após a capacidade de 200 ciclos permaneceram a 400mAh / g ou mais.A taxa de 5C mais elevada, As células ainda têm uma capacidade reversível de 300-400 mAh / g Para continuar a melhorar o desempenho eletroquímico, os pesquisadores usam membranas modificadas com grafeno reduzido para otimizar a arquitetura celular, limitando ainda mais a Sulfide shuttle, a bateria pode operar com uma densidade de corrente de 0,1C por mais de 250 ciclos, melhorando significativamente a estabilidade do ciclo da bateria de magnésio-enxofre. Bateria de enxofre de magnésio excelente desempenho eletroquímico beneficia de sinergias como heterogêneas O carregamento e descarga de baterias de enxofre de magnésio propício variável no processo de adsorção de polissulfureto e decomposição catalítica de solução de eletrólito de magnésio não nucleofílico adicionou sais de lítio e íons de cloreto é propício para inibir a passivação da superfície do ânodo de magnésio e melhorar a atividade eletrolítica, carga O ajuste do modo de descarga e a modificação da membrana ajudam a reduzir e controlar a perda de polissulfetos, inibem o efeito de transporte.
Os resultados relevantes da pesquisa foram publicados em "Materiais Avançados". A pesquisa recebeu financiamento do Programa Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Chave, a Fundação Nacional de Ciências Naturais, o Programa de Cem Talentos da Academia Chinesa de Ciências e o Programa Milhares de Talentos de Xangai.
