Новая магниево-органическая батарея с двойным -солевым электролитом
Применение крупномасштабных{{0}}накопителей энергии, представленных интеллектуальными сетями, выдвигает более высокие требования к сроку службы, удельной мощности, стоимости и безопасности аккумуляторных батарей. Вторичная батарея -на магниевой основе при комнатной температуре представляет собой своего рода электрохимическую систему накопления энергии с металлическим магнием в качестве отрицательного электрода. см3), при электрохимическом циклировании не образуются дендриты, а теоретический восстановительный потенциал ионов магния лишь примерно на 0,6 В выше, чем у ионов лития. Пока используется подходящая положительная структурная основа, батареи на -магниевой основе могут сохранять те же характеристики. Батареи имеют сравнимую плотность энергии. Кроме того, стабильное обратимое осаждение/удаление ионов магния помогает подавить объемное расширение анодной клеммы, снизить расход электролита и значительно увеличить срок службы и удельную мощность -аккумуляторов на основе магния. Таким образом, -батареи на основе магния могут соответствовать индексным требованиям систем накопления энергии-следующего поколения без ущерба для плотности энергии.
Однако недостатки медленной внутрирешеточной миграции ионов магния и низкая теоретическая емкость неорганических каркасов по-прежнему ограничивают широкое применение магниевых аккумуляторов. Система электролита с двойной - литиевой -магниевой солью может реализовать активацию положительной экстремальной кинетики путем интеркалирования доминирующих ионов лития (вместо ионов магния) в решетку положительного электрода без ущерба для стабильности отрицательный экстремальный циклический процесс металлического магния и предотвращение кинетики ионов магния. Недостаток низкой производительности значительно расширяет диапазон выбора катодных материалов для магниевых батарей. Недавно группа под руководством Ли Чилина, исследователя из Шанхайского института керамики Китайской академии наук, предложила класс магнийорганических батарей, активированных двойным -солевым электролитом для много-электронных реакций.
Наноструктурированные органические системы с высокой плотностью карбонильных групп (C=O) в качестве центров окислительно-восстановительных реакций могут достигать обратимой емкости до 350-400 мА·ч/г (перенос трех-электронов), что может может быть дополнительно достигнуто за счет уменьшения проводки из оксида графена (RGO). Высокая -электрохимическая производительность, ее емкость все еще может поддерживаться на уровне 200 и 175 мАч/г при плотности тока 2,5 А/г (5C) и 5 А/г (10C) ), соответственно. Высокая-производительность также выигрывает от сильного тока и длительных циклов. В этих условиях еще не происходит образования дендритов в магниевом аноде. Эти превосходные характеристики достигаются за счет высокого собственного коэффициента диффузии лития в Na2C6O6 (10{19}}12-10-11 см2/с) и псевдоемкостного вклада, превышающего 60% -Эффект пиннинга лития (через реализацию Na-OC и Mg-OC) может препятствовать расслаиванию слоя C6O6 в зернах и достигать не менее 600 циклов заряда-разряда. Плотность энергии катодного активного материала этой магниево-органической батареи может превышать 500 Вт·ч/кг и выдерживать плотность мощности более 4000 Вт/кг, что превышает уровень высокопотенциальных интеркаляционных катодных материалов на основе неорганических структур.
Команда уже давно занимается исследованием стратегии кинетического улучшения-аккумуляторов на основе магния. На начальном этапе были разработаны графеновые батареи из фтористого магния с активацией интеркаляции анионов и воздействием на реакционный центр, а также батареи на основе магния с двойной -солью-, основанные на реакциях конверсии полисульфидов с большой-емкостью. были разработаны. , предлагается реализация высокоскоростных-длительных-циклов Mg-S батарей.
