青岛储能院在可充镁电池领域取得系列进展
2017-12-19 来源：科学网
依托中科院青岛能源所建设的青岛储能产业技术研究院(以下简称青岛储能院)通过一步原位合成的方式，得到了一款新型有机硼酸镁基电解液，有效地提升了镁/硫电池的循环性能和倍率性能，有望将低成本高能量密度的镁/硫电池体系推向实用化，相关研究结果已于近日发表在《能源和环境科学》(Energy& Environment Science)上。
近年来，可充镁电池的发展一直受限于高性能电解液的缺乏，开发能兼容高电压嵌入型正极材料和高容量转化型正极材料的电解液体系一直是科研人员们研发的焦点和难点。青岛储能院在高电压和高比容量可充镁电池研究方向上做了大量的探索性研究。
在高电压可充镁电池研究方面，考虑到传统含氯的镁电解液会腐蚀集流体，青岛储能院开发了一款耐腐蚀的裂解石墨膜集流体，利用该集流体构建了具有优异低温性能的镁杂化电池体系，在零下40 °C极端工况下仍能正常工作，该电池体系将在超低温特种电源方面有巨大的应用前景。
在高比容量可充镁电池研究方面，青岛储能院提出了硼基大阴离子镁盐的设计理念，并以此为指导合成了具有高离子电导率、非亲核性、宽电化学窗口等优异性能的电解液体系，构建了高能量密度镁-硫、镁-硒电池体系。为了进一步拓宽电解液体系的电化学窗口，研究人员又采取强阴离子受体的设计原则合成了一款可以耐受4.2 V高电压的镁电池电解液。
另外，在镁电池的电化学机理研究方面，青岛储能院通过理论计算与实验手段相结合的方式，分析了充放电过程中转换型正极材料形成能的变化和晶体结构的演变，为深入理解转换型正极材料中镁离子的具体反应路径与快速动力学转化机制奠定了良好基础。
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