Nova bateria de organomagnesium de eletrolito de duplo sal
A aplicação de dispositivos de armazenamento de energia em larga escala representados por redes inteligentes apresenta requisitos mais elevados sobre a vida útil do ciclo, densidade de energia, custo e segurança das baterias de armazenamento de energia. A bateria secundária de magnésio à temperatura ambiente é uma espécie de sistema de armazenamento de energia eletroquímica com magnésio metálico como o eletrodo negativo. cm3), nenhuma formação de dendrita durante o ciclismo eletroquímico, e o potencial de redução teórica dos íons de magnésio é apenas cerca de 0,6 V maior do que o dos íons de lítio. Enquanto uma estrutura estrutural positiva adequada for usada, as baterias baseadas em magnésio ainda podem manter as mesmas baterias com densidade energética comparável. Além disso, a deposição/desmontagem reversível estável dos íons de magnésio ajuda a suprimir a expansão do volume do terminal de ânodo, reduzir o consumo de eletrólitos e melhorar significativamente a vida útil do ciclo e a densidade de energia das baterias à base de magnésio. Portanto, as baterias baseadas em magnésio podem atender aos requisitos de índice de sistemas de armazenamento de energia de última geração sem sacrificar a densidade de energia.
No entanto, as desvantagens da lenta migração intra-reticulada de íons de magnésio e da baixa capacidade teórica de estruturas inorgânicas ainda limitam a ampla aplicação de baterias de magnésio. O sistema de eletrólitos de lítio-magnésio de duplo sal pode realizar a ativação da cinética extrema positiva, intercalando os íons de lítio dominantes (em vez de íons de magnésio) na rede de eletrodos positivas, sem sacrificar a estabilidade do processo de ciclismo extremo extremo do metal de magnésio, e evitar a cinética de íons de magnésio A desvantagem do fraco desempenho amplia consideravelmente a gama de materiais de catódeo para baterias de magnésio. Recentemente, uma equipe liderada por Li Chilin, pesquisador do Instituto de Cerâmica de Xangai, Academia Chinesa de Ciências, propôs uma classe de baterias de organomagnesium ativadas por eletrólitos de duplo sal para reações multieletrificas.
Sistemas orgânicos nanoestruturados com alta densidade de grupos de carbonil (C=O) como locais de reação redox podem alcançar capacidades reversíveis até 350-400mAh/g (transferência de três elétrons), o que pode ser alcançado ainda mais reduzindo o desempenho eletroquímico de óxido de grafeno (RGO), sua capacidade ainda pode ser mantida em 200 e 175mAh/g em densidades atuais de 2,5A/g (5C) e 5A/g (10C), respectivamente. O desempenho de alta taxa também se beneficia do ciclismo atual e longo. Ainda não há formação de dendrita no ânodo de magnésio nessas condições. Este excelente desempenho beneficia-se do alto coeficiente de difusão intrínseca do lítio em Na2C6O6 (10-12-10-11 cm2/s) e da contribuição pseudocapacitiva maior que 6 0%, o efeito de fixação não-lítio mais forte (via realização de Na-OC e Mg-OC) pode inibir a esfoliação da camada C6O6 nos grãos e alcançar pelo menos 600 ciclos de descarga de carga. A densidade energética do material ativo do cátodo desta bateria organomagnesium pode exceder 500Wh/kg e pode tolerar densidades de energia acima de 4000W/kg, o que excede o nível de materiais de cátodo de intercalação de alto potencial baseados em estruturas inorgânicas.
A equipe há muito se compromete com a pesquisa sobre a estratégia de melhoria cinética das baterias à base de magnésio. No estágio inicial, foram desenvolvidas baterias de grafeno de flúor de magnésio com ativação de intercalação de ânion e exposição ao centro de reação, e baterias à base de magnésio de duplo sal baseadas em reações de conversão de polissulfeto de grande capacidade foram desenvolvidas. , propõe-se a realização de baterias Mg-S de alta velocidade e ciclo longo.
