Высококачественная, долговечная магниево-серная аккумуляторная батарея: преимущество от носителей углеродных носителей и литиевых солей MOF
Электрические транспортные средства и интеллектуальная сеть в таких областях, как плотность энергии аккумулятора, требования безопасности продолжают расти, развитие недорогой, высокой плотности энергии, безопасность новых аккумуляторных батарей более насущна. Во многих новых аккумуляторных батареях магниевые батареи из-за объемного отношения отрицательной электродной емкости (3833 мАч / см3), богатых ресурсами, нелегко образовать дендриты во время осаждения / отгонки и т. Д. Однако из-за небольшого объема, большой плотности заряда и сильной поляризации, Цена обращения ионов магния с обратным выделением материала положительного электрода. Ввиду отсутствия высокого потенциала структуры положительного электрода и прототипа электролита за счет развития высокого потенциала встроенной магниевой батареи замедляется прогресс. Кроме того, существует жизнеспособный путь - создать умеренный потенциал Базовые системы на основе магния, основанные на реакциях массового преобразования, таких как батареи Mg-S (теоретическая плотность энергии до 1722 Втч / кг), но успешные стратегии в батареях Li-S не могут быть просто реплицированы в систему Mg-S. Поляризация, скорость и цикл заряда батареи по-прежнему невелики.
Чтобы избежать проблемы медленной внутригранулярной миграции ионов двухвалентного магния, команда Li Qilin из Шанхайского института керамики Китайской академии наук разработала батарею на основе магния большой емкости большой емкости (Adv В то же время была предложена аккумуляторная система на основе магния с активированной анионной активацией и открытым реакционным центром (Adv., Mater, 2015, 25). Недавно, Исследователи изготовили металлоорганическое каркасное соединение ZIF67 в качестве предшественника для получения гетерогенного сополимера Co, N с гетерогенным сополимеризованным пористым углеродом в качестве материала-хозяина серы для достижения емкости батареи магния и производительности цикла Значительно улучшенная при скорости 1С, магниевая серная батарея показала отличную стабильность цикла, первая емкость разряда до 600 мАч / г, после 200 циклов емкость оставалась при 400 мАч / г или около того. При более высокой скорости 5C, Ячейки по-прежнему имеют обратимую емкость 300-400 мАч / г. Чтобы продолжать улучшать электрохимические характеристики, исследователи используют уменьшенные мембраны, модифицированные графеном, для оптимизации архитектуры ячеек, что дополнительно ограничивает Sulfide shuttle, батарея может работать с плотностью тока 0.1C более чем на 250 циклов, что значительно улучшает стабильность цикла магниево-серной батареи. Магниевая серная батарея отличная электрохимическая эффективность дает преимущества от синергизма, такого как гетерогенная Зарядка и разрядка магниевой серной батареи, используемая в процессе адсорбции полисульфида и каталитическое разложение раствора нуклеофильного магния-электролита, добавили литиевую соль и ионы хлорида, чтобы ингибировать пассивацию поверхности анода магния и улучшать активность электролита, заряжать Регулировка режима разряда и модификация мембраны помогают уменьшить и контролировать потерю полисульфидов, препятствовать эффекту челнока.
Соответствующие результаты исследований были опубликованы в «Расширенных материалах». Исследование получило финансирование от Национальной программы исследований и развития, Национального фонда естественных наук, Программы сотен талантов Академии наук Китая и Шанхайской программы тысяч талантов.
