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新型鎂基雙離子電池成功研發(fā),拓寬鎂離子電池電極材料的選擇范圍

牽手一起夢(mèng) ? 來(lái)源:科技日?qǐng)?bào) ? 作者:佚名 ? 2020-05-07 14:24 ? 次閱讀
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5月6日,從中國(guó)科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院獲悉,來(lái)自該研究院等單位的研究人員,成功研發(fā)出了一種基于不溶性有機(jī)負(fù)極材料的新型鎂基雙離子電池(Mg-DIB)。相關(guān)研究成果發(fā)表于國(guó)際頂級(jí)能源材料期刊《能源存儲(chǔ)材料》上。

近年來(lái),鋰離子電池已廣泛應(yīng)用于消費(fèi)類電子設(shè)備、新能源汽車及儲(chǔ)能等領(lǐng)域。但是,鋰資源儲(chǔ)量有限且分布不均,難以滿足未來(lái)社會(huì)對(duì)大規(guī)模儲(chǔ)能的低成本要求。鎂離子電池由于具有高容量、儲(chǔ)量豐富等優(yōu)勢(shì),在大規(guī)模儲(chǔ)能領(lǐng)域具有良好的應(yīng)用前景。“然而,金屬鎂負(fù)極在有機(jī)電解液中易發(fā)生鈍化,導(dǎo)致鎂離子不能可逆沉積/溶解,此外尚缺乏可逆脫嵌鎂離子的正極材料,使得鎂電的發(fā)展受到制約?!闭撐耐ㄓ嵶髡咧?、中科院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院研究員唐永炳說(shuō)。

與傳統(tǒng)的無(wú)機(jī)電極材料相比,有機(jī)電極材料由于其官能團(tuán)與離子之間的溫和氧化還原反應(yīng),表現(xiàn)出極具潛力的儲(chǔ)鎂能力。同時(shí),如能結(jié)合雙離子電池的工作機(jī)制,利用陰離子插層石墨正極的高反應(yīng)電位和快速的陰離子擴(kuò)散動(dòng)力學(xué),將極大提高鎂離子電池的工作電壓及電化學(xué)性能。

鑒于此,研究人員研發(fā)出了一種新型的鎂基雙離子電池,其采用3,4,9,10-苝四羧酸二酰亞胺(PTCDI)小分子有機(jī)材料作為負(fù)極,膨脹石墨作為正極,含有鎂鹽的離子液體作為電解液。研究結(jié)果表明,該鎂基雙離子電池具有優(yōu)異的倍率性能和循環(huán)性能,20C的高倍率充放電容量保持率為85%,在5C倍率下循環(huán)500次后的容量保持率為95.7%。唐永炳表示,該工作拓寬了鎂離子電池電極材料的選擇范圍,并為新型儲(chǔ)能器件的發(fā)展提供了新的思路。

責(zé)任編輯:gt

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