Die Vorteile von Magnesiumbatterien

Neue Kathoden und Elektrolyte wurden entwickelt, um hohe Leistung zu erzielenMagnesiumBatterien möglich.

Magnesiumbatterien gelten seit langem als ideale Alternative zu Lithiumbatteriensicherer und billigerDie Entwicklung von Magnesiumbatterien wurde jedoch durch ihre begrenzte Kapazität begrenzt.

Forscher der University of Houston und des Toyota North America Research Institute haben eine neue Kathode und einen neuen Elektrolyten entwickelt, die zur Herstellung verwendet werden könnenHochleistungs-MagnesiumbatterienDiese arbeiten nicht nur bei Raumtemperatur, sondern haben auch eine mit Lithiumbatterien vergleichbare Leistungsdichte, berichteten fremde Medien. Die Kathode und der Elektrolyt waren die begrenzenden Faktoren für die Entwicklung von Magnesiumbatterien.

Magnesiumionenhaben die doppelte Ladung von Lithiumionen, aber sie haben naheIonenradienSo bei Raumtemperatur, die Dissoziation von Magnesiumin Der Elektrolyt und seine Diffusion in der Elektrode (zwei wichtige Prozesse, die an der interkalierten Kathode ablaufen) sind sehr langsam, was zu einer geringen Leistung führt. Lösungen für diese Herausforderungen umfassen die Verbesserung ihrer chemischen Reaktionen bei hohen Temperaturen oder den Versuch, dieses Problem durch Speichern zu umgehen Magnesiumionen in komplexen Formen, von denen keine tatsächlich machbar ist.

Yanyao, Professor für Elektro- und Computertechnik an der Universität von Houston, USA, sagte, die Forscher hätten durch die Kombination einen Durchbruch erzielteine organische Chinonkathode mit einem maßgeschneiderten neuen Borclusterelektrolyten\"Wir verwenden eine chemische REDOX-Methode zur Heteroenylierung, um eine Kathode zu erzeugen, die nicht durch Ionendissoziation oder Feststoffdiffusion behindert wird und somit den effektiven Betrieb von Magnesiumbatterien bei Raumtemperatur nicht beeinträchtigt\", sagte der Professor Die chemische Reaktion von REDOX, die keine feste Interkalation erfordert und nur Magnesium (anstelle seiner komplexen Form) speichert, eröffnet einen neuen Weg für das Elektrodendesign in Magnesiumbatterien. \"

TRINA-Forscher haben auf dem Gebiet der Magnesiumbatterien große Fortschritte gemacht, einschließlich der Entwicklung hoch anerkannter Batterienhocheffiziente Elektrolytebasierend auf Borclusteranionen. Dieser Elektrolyt hat jedoch immer noch einen Einfluss auf die hohe Zellzyklusrate. RanaMohtadi, Hauptwissenschaftler an der Materialforschungseinheit von TRINA, sagte:\"Wir glauben, dass theoretisch ein Elektrolyt auf diesen schwachen Koordinationsanionen basiert.\" sollten das Potenzial haben, sehr hohe Zyklusraten zu unterstützen, deshalb haben wir daran gearbeitet, seine Eigenschaften zu verbessern. Als wir uns auf Lösungsmittel konzentrierten und wie wir ihre Bindung an Magnesiumionen reduzieren und die Gesamttransportleistung verbessern konnten, fanden wir eine Lösung Freude, mit verbesserter Elektrolytbeschichtung bleibt Magnesium auch bei extrem hohen Zyklusraten glatt. Wir glauben, dass diese Entdeckung eine neue Richtung auf dem Gebiet der Elektrochemie von Magnesiumbatterien einleitet.\"

\"Die neue Magnesiumbatterie hat eineLeistungsdichteyEs ist fast zwei Größenordnungen höher als frühere Magnesiumbatterien und kann mehr als 200 Zyklen mit einer Kapazitätsbeibehaltungsrate von 82 Prozent ausführen, was eine hohe Stabilität zeigt\", sagte ein anderer Forscher. Wir können die Zyklusstabilität weiter verbessern, indem wir die Leistung des Films anpassen um die Fähigkeit zum Zwischenfallen zu verbessern.\"