Noua baterie organomagnesium electrolitică cu dublă sare
Aplicarea dispozitivelor de stocare a energiei la scară largă reprezentate de rețelele inteligente prezintă cerințe mai ridicate privind durata ciclului de viață, densitatea puterii, costul și siguranța bateriilor de stocare a energiei. Temperatura camerei baterie secundară pe bază de magneziu este un fel de sistem electrochimic de stocare a energiei cu magneziu metalic ca electrod negativ. cm3), nici o formare dendrit în timpul ciclism electrochimice, și potențialul teoretic de reducere a ionilor de magneziu este de numai aproximativ 0,6 V mai mare decât cea a ionilor de litiu. Atâta timp cât se utilizează un cadru structural pozitiv adecvat, bateriile pe bază de magneziu pot menține în continuare aceleași baterii au o densitate energetică comparabilă. În plus, depunerea/dezbrăcarea reversibilă stabilă a ionilor de magneziu ajută la suprimarea expansiunii volumului terminalului anod, la reducerea consumului de electroliți și la îmbunătățirea semnificativă a duratei de viață a ciclului și a densității de putere a bateriilor pe bază de magneziu. Prin urmare, bateriile pe bază de magneziu pot îndeplini cerințele de indexare ale sistemelor de stocare a energiei de ultimă generație fără a sacrifica densitatea energetică.
Cu toate acestea, dezavantajele migrării lente intra-zăbrele a ionilor de magneziu și capacitatea teoretică scăzută a cadrelor anorganice încă limitează aplicarea largă a bateriilor de magneziu. Sistemul electrolitic litiu-magneziu cu dublă sare poate realiza activarea cineticii extreme pozitive prin intercalarea ionilor de litiu dominanți (în loc de ioni de magneziu) în zăbrelele electrodului pozitiv, fără a sacrifica stabilitatea procesului de ciclism extrem negativ al metalului de magneziu și evitarea cineticii ionilor de magneziu Dezavantajul performanțelor slabe extinde foarte mult gama de selecție a materialelor catodice pentru bateriile de magneziu. Recent, o echipă condusă de Li Chilin, cercetător la Institutul de Ceramică din Shanghai, Academia Chineză de Științe, a propus o clasă de baterii organomagnesium activate de electroliți cu sare dublă pentru reacții multi-electroni.
Sistemele organice nanostructurate cu densitate mare de grupuri de carbonil (C = O), deoarece locurile de reacție redox pot atinge capacități reversibile de până la 350-400mAh / g (transfer de trei electroni), care pot fi realizate în continuare prin reducerea cablurilor de oxid de grafen (RGO) Performanțe electrochimice de mare viteză, capacitatea sa poate fi menținută în continuare la 200 și 175mAh / g la densități actuale de 2,5A / g (5C) și 5A / g (10C), Respectiv. Performanța de înaltă rată beneficiază, de asemenea, de curent ridicat și ciclism lung. Nu există încă nici o formare dendrit în anod de magneziu în aceste condiții. Această performanță excelentă beneficiază de coeficientul de difuzie intrinsecă ridicat al litiului în Na2C6O6 (10-12-10-11 cm2/s) și de contribuția pseudocapacitivă mai mare de 60%, efectul mai puternic de fixare non-litiu (prin realizarea Na-OC și Mg- OC) poate inhiba exfolierea stratului C6O6 în boabe și poate atinge până la cel puțin 600 de cicluri de încărcare-descărcare. Densitatea energetică a materialului catod activ al acestei baterii organomagnesium poate depăși 500Wh/kg și poate tolera densități de putere de peste 4000W/kg, ceea ce depășește nivelul materialelor catodice de intercalare cu potențial ridicat pe bază de structuri anorganice.
Echipa s-a angajat de mult timp să cerceteze strategia de îmbunătățire cinetică a bateriilor pe bază de magneziu. În stadiul incipient, au fost dezvoltate baterii de grafen cu fluor de magneziu cu activare a intercalării aniionilor și expunerea la centrul de reacție și au fost dezvoltate baterii pe bază de magneziu cu sare dublă pe bază de reacții de conversie a polisulfidei de mare capacitate. , se propune realizarea bateriilor Mg-S de mare viteză, cu ciclu lung.
