Νέα μπαταρία οργανομαγνήσιου με διπλή-ηλεκτρολύτη αλατιού
Η εφαρμογή συσκευών αποθήκευσης ενέργειας μεγάλης κλίμακας{{0}}που αντιπροσωπεύονται από έξυπνα δίκτυα θέτει υψηλότερες απαιτήσεις σχετικά με τη διάρκεια ζωής του κύκλου, την πυκνότητα ισχύος, το κόστος και την ασφάλεια των μπαταριών αποθήκευσης ενέργειας. Η δευτερεύουσα μπαταρία με βάση το-μαγνήσιο σε θερμοκρασία δωματίου είναι ένα είδος συστήματος ηλεκτροχημικής αποθήκευσης ενέργειας με αρνητικό ηλεκτρόδιο το μεταλλικό μαγνήσιο. cm3), δεν σχηματίζεται δενδρίτης κατά τη διάρκεια του ηλεκτροχημικού κύκλου και το θεωρητικό δυναμικό αναγωγής των ιόντων μαγνησίου είναι μόνο περίπου 0,6 V υψηλότερο από αυτό των ιόντων λιθίου. Εφόσον χρησιμοποιείται ένα κατάλληλο θετικό δομικό πλαίσιο, οι μπαταρίες-με βάση το μαγνήσιο μπορούν να διατηρούν τις ίδιες μπαταρίες με συγκρίσιμη ενεργειακή πυκνότητα. Επιπλέον, η σταθερή αναστρέψιμη εναπόθεση/απογύμνωση ιόντων μαγνησίου συμβάλλει στην καταστολή της επέκτασης όγκου του ακροδέκτη της ανόδου, στη μείωση της κατανάλωσης ηλεκτρολυτών και στη σημαντική βελτίωση της διάρκειας του κύκλου και της πυκνότητας ισχύος των μπαταριών{6} με βάση το μαγνήσιο. Ως εκ τούτου, οι μπαταρίες με{7}}μαγνήσιο μπορούν να ικανοποιήσουν τις απαιτήσεις ευρετηρίου των συστημάτων αποθήκευσης ενέργειας επόμενης-γενιάς χωρίς να θυσιάζεται η ενεργειακή πυκνότητα.
Ωστόσο, τα μειονεκτήματα της αργής μετανάστευσης ιόντων μαγνησίου εντός{0}}πλέγματος και η χαμηλή θεωρητική χωρητικότητα των ανόργανων πλαισίων εξακολουθούν να περιορίζουν την ευρεία εφαρμογή των μπαταριών μαγνησίου. Το σύστημα ηλεκτρολυτών λιθίου-διπλού-αλατιού λιθίου μπορεί να πραγματοποιήσει την ενεργοποίηση της θετικής ακραίας κινητικής παρεμβάλλοντας τα κυρίαρχα ιόντα λιθίου (αντί για ιόντα μαγνησίου) στο θετικό πλέγμα ηλεκτροδίων, χωρίς να θυσιάζεται η σταθερότητα του Αρνητική ακραία διεργασία κύκλου μετάλλου μαγνησίου και αποφυγή της κινητικής ιόντων μαγνησίου Το μειονέκτημα της κακής απόδοσης διευρύνει σημαντικά το εύρος επιλογής υλικών καθόδου για μπαταρίες μαγνησίου. Πρόσφατα, μια ομάδα με επικεφαλής τον Li Chilin, ερευνητή στο Ινστιτούτο Κεραμικής της Σαγκάης, στην Κινεζική Ακαδημία Επιστημών, πρότεινε μια κατηγορία μπαταριών οργανομαγνησίου που ενεργοποιούνται από διπλούς-ηλεκτρολύτες αλατιού για αντιδράσεις πολλαπλών-ηλεκτρονίων.
Νανοδομημένα οργανικά συστήματα με υψηλή πυκνότητα ομάδων καρβονυλίου (C=O) ως θέσεις οξειδοαναγωγικής αντίδρασης μπορούν να επιτύχουν αναστρέψιμες ικανότητες έως και 350-400 mAh/g (μεταφορά τριών- ηλεκτρονίων), η οποία μπορεί να επιτευχθεί περαιτέρω με τη μείωση της καλωδίωσης οξειδίου του γραφενίου (RGO) Ηλεκτροχημική απόδοση υψηλού ρυθμού, η χωρητικότητά του μπορεί ακόμα να διατηρηθεί στα 200 και 175 mAh/g σε πυκνότητες ρεύματος 2,5A/g (5C) και 5A/g (10C) ), αντίστοιχα. Η απόδοση υψηλού{18}}ρυθμού επωφελείται επίσης από το υψηλό ρεύμα και τη μεγάλη ποδηλασία. Δεν υπάρχει ακόμη σχηματισμός δενδρίτη στην άνοδο μαγνησίου υπό αυτές τις συνθήκες. Αυτή η εξαιρετική απόδοση επωφελείται από τον υψηλό εγγενή συντελεστή διάχυσης του λιθίου σε Na2C6O6 (10-12-10-11 cm2/s) και την ψευδοχωρητική συνεισφορά μεγαλύτερη από 60 τοις εκατό, τόσο ισχυρότερη μη -το φαινόμενο καρφίτσωσης λιθίου (μέσω της υλοποίησης Na-OC και Mg-OC) μπορεί να αναστείλει την απολέπιση του στρώματος C6O6 στους κόκκους και να επιτύχει έως και 600 κύκλους φόρτισης-εκφόρτισης τουλάχιστον. Η ενεργειακή πυκνότητα του ενεργού υλικού καθόδου αυτής της μπαταρίας οργανομαγνησίου μπορεί να ξεπεράσει τις 500 Wh/kg και μπορεί να ανεχθεί πυκνότητες ισχύος άνω των 4000 W/kg, που υπερβαίνει το επίπεδο των υλικών καθόδου υψηλού δυναμικού παρεμβολής που βασίζονται σε ανόργανες δομές.
Η ομάδα έχει δεσμευτεί εδώ και καιρό στην έρευνα σχετικά με τη στρατηγική κινητικής βελτίωσης των μπαταριών-με βάση το μαγνήσιο. Στο πρώιμο στάδιο, έχουν αναπτυχθεί μπαταρίες γραφενίου φθοριούχου μαγνησίου με ενεργοποίηση παρεμβολής ανιόντων και έκθεση στο κέντρο αντίδρασης και μπαταρίες με βάση το διπλό-μαγνήσιο{2}}άλατος που βασίζονται σε αντιδράσεις μετατροπής πολυσουλφιδίου μεγάλης χωρητικότητας- έχει αναπτυχθεί. , προτείνεται η πραγματοποίηση μπαταριών υψηλού-ρυθμού, μεγάλου-κύκλου Mg-S.
