Sistema de batería de magnesio y azufre de alta velocidad y larga vida útil: se beneficia de los portadores de carbono derivados de MOF y los reguladores de sal de litio
El campo de los vehículos eléctricos y la densidad de energía de la batería de redes inteligentes, los requisitos de seguridad continúan aumentando, el desarrollo de bajo costo, alta densidad de energía y la seguridad de una nueva batería secundaria cada vez más urgente. En una gran cantidad de nuevos sistemas de baterías, debido a la relación de volumen negativo de la capacidad de la batería de magnesio (3833mAh / cm3), rico en recursos, no es fácil formar dendritas durante la deposición / decapado, etc. Sin embargo, debido a su pequeño volumen, gran densidad de carga y fuerte polarización, ion magnesio divalente desintercalación reversible de material de electrodo positivo seleccionado debido a la falta de estructura de electrodo positivo y el electrolito fórmula prototipo alto potencial, el progreso lento a través del desarrollo de la investigación de la batería de magnesio incorporada de alto potencial. Además, hay un camino factible es construir un potencial moderado basado en la reacción de conversión mayor sistemas de baterías a base de magnesio, como Mg-S celular (densidad de energía teórica de hasta 1722Wh / kg), pero la batería estrategia exitosa Li-S no simplemente copiarse en el sistema Mg-S, se ha informado de azufre de magnesio La polarización del potencial de la batería, la velocidad y el rendimiento del ciclo aún son deficientes.
Para evitar los problemas de migración de los iones divalentes de magnesio celosía lento, Shanghai Instituto de Cerámica investigador Chi Lin Li equipos de trabajo anterior han desarrollado electrodo positivo de la reacción de cambio de accionamiento polisulfuro de litio sal doble masa de la batería a base de magnesio (Adv .. Funct. Mater 2015, 25), mientras que la propuesta de la incrustación de la activación de aniones, recientemente, para mejorar la cinética del equipo de batería de magnesio-azufre se expone sistemas de baterías a base de magnesio centro de reacción (Adv. Funct. Mater. 2015, 25). hicimos un progreso significativo. investigadores eligieron marcos orgánicos ZIF67 de metal como el compuesto precursor, una preparación de Co, N heteroátomos co-dopado graduada de azufre de carbono poroso tal como un material huésped para conseguir una velocidad y ciclo de propiedades de la batería de magnesio-azufre actualizar significativamente a 1C tasa, de la batería de magnesio-azufre exhibe una excelente estabilidad de ciclo, la capacidad inicial de descarga de hasta 600 mAh / g, la capacidad después de 200 ciclos se mantuvo en 400mAh / g. 5C a mayor aumento, Las células aún tienen una capacidad reversible de 300-400 mAh / g Para continuar mejorando el rendimiento electroquímico, los investigadores usan membranas modificadas con grafeno reducidas para optimizar la arquitectura de la celda, limitando aún más Sinergia de enlace sulfuro, la batería puede hacerse funcionar a una densidad de corriente de 0.1C 250 ciclos o más, mejorar significativamente la estabilidad del ciclo de una batería de magnesio-azufre. Excelentes propiedades electroquímicas de la batería de magnesio-azufre del beneficio de múltiples factores, tales como heteroestructura dopado heteroarilo facilitar magnesio polisulfuro baterías de azufre adsorción y descomposición catalítica del proceso de carga-descarga, la adición de una sal de litio y cloruro de magnesio es ventajosa en la supresión del electrodo negativo activo electrolito pasivación de la superficie, y la mejora de electrolito de magnesio no nucleófila, charge El ajuste del modo de descarga y la modificación de la membrana ayudan a reducir y controlar la pérdida de polisulfuros, inhiben el efecto de lanzadera.
Los resultados de investigación publicado en el "Advanced Materials". El estudio fue apoyado por el programa de investigación y desarrollo nacional clave, financiado por la Fundación Nacional de Ciencias Naturales de China, Academia China de Ciencias 'Cien' y Shanghai 'plan de la gente' y similares.
