APP下载

中科院青岛能源所开发出高性能镁电池用凝胶聚合物电解质

2019-02-27

有色冶金节能 2019年2期
关键词:负极液态电解液

镁二次电池作为一种低成本、高安全的储能技术,正受到国内外广大科研人员的关注。美国能源部可再生能源实验室、日本丰田集团、欧盟“展望2020”科研计划等都在积极布局镁电池研发项目,足可见其重要性。在众多碱金属和碱土金属负极中(锂、钠、钾、镁、钙、锌),镁金属负极拥有不易长枝晶、高体积比容量(3 833 mAh/cm3,锂金属仅有2 036 mAh/cm3)、高储量(地壳元素中含量第五)、低成本(只有锂金属的1/30)等诸多竞争性优势。但是,目前能够有效沉积溶解镁的镁电解质一直制约着镁电池实用化的发展进程。尽管10多年来,研究人员开发出了一些性能优异的有机液态电解液,但是液态电解液始终摆脱不了易挥发、易燃等缺点。与液态电解液相比,聚合物电解质具有更高安全性、预防内短路、无电解液泄露、易于组装电池和结构柔性等优点,但是目前关于聚合物电解质在镁电池中的应用报道还很少。

基于以上研究背景,依托中国科学院青岛生物能源与过程研究所建设的青岛储能产业技术研究院通过硼氢化镁与聚四氢呋喃端羟基的原位交联反应,在玻璃纤维骨架上构建了一种能够可逆地沉积溶解镁的凝胶聚合物电解质体系。该凝胶电解质表现出高的镁离子迁移数(0.73)和高的室温离子电导率(4.76×10-4S/cm)。而装配该凝胶电解质体系的Mo6S8/Mg电池不仅能在宽温区(-20~60 ℃)内正常工作,而且展现出优异的安全性能。这种原位交联的方法为镁电池聚合物电解质的进一步开发提供了一种十分有应用潜力的策略。相关成果发表在《Advanced Materials》上, 该研究获得国家自然科学基金杰出青年基金项目、国家重点研发计划和青岛科技项目基金的支持。

猜你喜欢

负极液态电解液
蠕虫状MoS2/C的制备及其在锂离子电池负极材料中的应用
应对硅负极材料体积变化的策略
MXene@Sn4P3复合材料的制备及在锂离子电池负极材料中的应用研究
平行流铜电解液净化一次脱铜生产实践
产红色素真菌Monascus sanguineus的液态发酵条件研究
2017年中外液态食品机械行业大事记
负极材料LTO/G和LTO/Ag-G的合成及其电化学性能
浅谈液态渣的显热利用和工艺技术
硫酸锌电解液中二(2-乙基己基)磷酸酯的测定
基于DSC实验的液态硅橡胶反应注射成型模拟