Литий-магниевый двойной солевой электролит, активированный, наноструктурированный розовый бензонат на основе большой емкости, органический магниевый аккумулятор
Применение крупномасштабных устройств хранения энергии, представленных интеллектуальными сетками, предъявляет более высокие требования к сроку службы, плотности мощности, стоимости и безопасности аккумуляторных батарей. Вторичная батарея на основе магния при комнатной температуре является типом металлического магния, используемого в качестве отрицательного электрода. электрохимическая система хранения энергии, отрицательный электрод, имеющий корку богатые запасы, низкая стоимость (цена магния цене металла лития менее 5%), больше, чем емкость объемом (3833 мА · ч / см3), при электрохимическом велосипедного нет дендритов образования и т.д. преимущества и теоретическое восстановление ионов магния только около 0.6V выше, чем потенциал ионов лития, положительный электрод используют до тех пор, как структурные рамки адаптированы, на основе магния батареи и литий-ионные аккумуляторы могут поддерживать значительную плотность энергии. кроме того, ионы магния, чтобы быть обратимо стабильным осаждение / выпуск помогает подавить увеличение объема отрицательного терминала, электролит для снижения потребления, значительно улучшенная продолжительность цикла и плотность мощности на основе магний батареи. Таким образом, на основе магния батарея может быть сделана без ущерба для плотности энергии, следующее поколение система хранения энергии Требования к индикатору.
Тем не менее, недостаток низкой теоретической емкости в пределах решетки медленной миграции и неорганический магния и тому подобная все еще ограничен рамкой батареи магния широко используются литий-бис система электролита соли магния доминирует ион лития (вместо ионов магния) может быть встроена в положительной решетке электродов для достижения положительных кинетики активации терминала, без ущерба для стабильности металлического магния к отрицательной клемме цикла, чтобы избежать недостатков кинетических свойств бедных ионов магния, значительно расширить диапазон выбора батарейного магния материала положительного электрода. недавно, Китайская академия наук Шанхая Ч Лин Ли силикат исследователь команды во главу соли электролита к категории бис-активированной многоэлектронной реакция магнийорганической батареи, которая использует положительный электрод зеленый возобновляемого бенгальский розовый соли (например, Na2C6O6). Похожие результаты были опубликованы в Американском химическом обществе Публикация ACS Nano (DOI: 10.1021 / acsnano.7b09177).
Наноструктурированные органические системы с высокой плотностью карбонильных групп (C = O) в качестве окислительно-восстановительных центров могут достигать 350-400 мАч / г обратимой емкости (трехэлектронный перенос), которые могут быть дополнительно уменьшены за счет уменьшения проводки оксида графена (RGO) Высокоскоростные электрохимические характеристики достигаются при плотностях тока 2,5 А / г (5 ° С) и 5 А / г (10 ° С) соответственно 200 и 175 мАч / г, а высокая скорость работы также выигрывает от В условиях высокого тока и длительного цикла отрицательный электрод магния по-прежнему не имеет образования дендритов. Эта отличная производительность отличается высоким коэффициентом диффузии лития в Na2C6O6 (10-12-10-11 см2 / с) и вкладом танталовых конденсаторов более 60%. Сильный нелитиевый пиннинг (через Na-OC и Mg-OC) подавляет отслаивание слоя C6O6 в кристаллических зернах и достигает по меньшей мере 600 циклов заряда и разряда. Энергия активного материала положительного электрода этой органической магниевой батареи Плотность может превышать 500 Вт / кг, может выдерживать более 4000 Вт / кг плотности мощности, эта производительность превышает уровень высокопотенциального внедренного катодного материала на основе неорганической структуры.
Команда уже давно посвящена изучению стратегий улучшения кинетики для аккумуляторов на основе магния. На ранней стадии была разработана активация интеркаляции анионов. Создана магниевая фторированная графеновая батарея, выставленная в реакционном центре (Adv. Mater., 2015, 25, 6519-6526). Для достижения крупномасштабного долгоживущего подхода к батарее Mg-S была предложена двухсотовая батарея на основе магния, основанная на реакции конверсии полисульфида большой емкости (AdvFunct Mater, 2015, 25, 7300-7308) (Adv Mater. 2018, 30, 1704166).
Научно-исследовательская работа получила финансирование и поддержку от Национальной ключевой научно-исследовательской программы, Национального фонда естественных наук Китая, плана 100-членной Академии наук Китая и проекта Шанхай Цяньрен.
