Baterai organomagnesium elektrolit ganda-baru
Penerapan perangkat penyimpanan energi skala besar{{0}}yang diwakili oleh jaringan pintar mengedepankan persyaratan yang lebih tinggi pada masa pakai siklus, kepadatan daya, biaya, dan keamanan baterai penyimpanan energi. Baterai berbasis magnesium sekunder-suhu kamar adalah sejenis sistem penyimpanan energi elektrokimia dengan magnesium logam sebagai elektroda negatif. cm3), tidak ada pembentukan dendrit selama siklus elektrokimia, dan potensi reduksi teoritis ion magnesium hanya sekitar 0,6 V lebih tinggi daripada ion lithium. Selama kerangka struktural positif yang sesuai digunakan, baterai berbasis magnesium-masih dapat mempertahankan baterai yang sama. Baterai memiliki kepadatan energi yang sebanding. Selain itu, deposisi/pengupasan ion magnesium yang stabil dan dapat dibalik membantu menekan ekspansi volume terminal anoda, mengurangi konsumsi elektrolit, dan secara signifikan meningkatkan masa pakai dan kepadatan daya baterai berbasis magnesium-. Oleh karena itu, baterai berbasis magnesium-dapat memenuhi persyaratan indeks sistem penyimpanan energi generasi-berikutnya tanpa mengorbankan kepadatan energi.
Namun, kerugian dari migrasi ion magnesium intra-kisi yang lambat dan kapasitas teoritis yang rendah dari kerangka anorganik masih membatasi aplikasi baterai magnesium secara luas. Sistem elektrolit garam litium-magnesium ganda-dapat mewujudkan aktivasi kinetika ekstrem positif dengan menginterkalasi ion litium dominan (bukan ion magnesium) ke dalam kisi elektroda positif, tanpa mengorbankan stabilitas proses siklus ekstrim negatif logam magnesium, dan menghindari kinetika ion magnesium Kerugian dari kinerja yang buruk sangat memperluas jangkauan pemilihan bahan katoda untuk baterai magnesium. Baru-baru ini, sebuah tim yang dipimpin oleh Li Chilin, seorang peneliti di Institut Keramik Shanghai, Akademi Ilmu Pengetahuan China, mengusulkan kelas baterai organomagnesium yang diaktifkan oleh elektrolit garam-ganda untuk reaksi multi-elektron.
Sistem organik berstrukturnano dengan densitas tinggi gugus karbonil (C=O) sebagai tempat reaksi redoks dapat mencapai kapasitas reversibel hingga 350-400mAh/g (tiga-transfer elektron), yang dapat dapat dicapai lebih lanjut dengan mereduksi kabel graphene oxide (RGO) Performa elektrokimia tingkat -yang tinggi, kapasitasnya masih dapat dipertahankan pada 200 dan 175mAh/g pada kerapatan arus 2,5A/g (5C) dan 5A/g (10C ), masing-masing. Performa kecepatan-yang tinggi juga diuntungkan dari arus tinggi dan siklus panjang. Masih tidak ada pembentukan dendrit di anoda magnesium di bawah kondisi ini. Performa luar biasa ini mendapat manfaat dari koefisien difusi intrinsik litium yang tinggi dalam Na2C6O6 (10-12-10-11 cm2/s) dan kontribusi pseudokapasitif lebih besar dari 60 persen , semakin kuat non -Efek penyematan lithium (melalui realisasi Na-OC dan Mg-OC) dapat menghambat pengelupasan lapisan C6O6 dalam butiran dan mencapai setidaknya 600 siklus pengisian-pengosongan. Kepadatan energi bahan aktif katoda dari baterai organomagnesium ini dapat melebihi 500Wh/kg dan dapat mentolerir rapat daya lebih dari 4000W/kg, yang melebihi tingkat bahan katoda interkalasi berpotensi tinggi berdasarkan struktur anorganik.
Tim telah lama berkomitmen pada penelitian tentang strategi peningkatan kinetik baterai berbasis magnesium-. Pada tahap awal, baterai magnesium fluorida graphene dengan aktivasi interkalasi anion dan paparan pusat reaksi telah dikembangkan, dan baterai berbasis -garam ganda-berbasis reaksi konversi polisulfida-kapasitas besar telah dikembangkan. telah dikembangkan. , realisasi baterai Mg-S siklus -berkecepatan tinggi dan panjang-diusulkan.
