西工大:H2O-Mg2+ 华尔兹式穿梭助力高容量、长寿命镁离子电池

B站影视 2024-12-28 00:28 1

摘要:在此,西北工业大学张燮,重庆大学李鸿乂等人报道了层状正极中H2O‐Mg2+的华尔兹式穿梭机制。该机制通过晶格水分子与Mg2+的协同效应实现Mg2+的快速迁移动力学。此外,晶格H2O分子重新排列稳定了层状结构,消除了正极的结构坍塌。结果表明,在电流密度为50 m

镁离子电池(MIBs)是一种很有前途的下一代二次电池,但其存在镁离子迁移动力学缓慢和正极材料结构裂解等问题。

在此,西北工业大学张燮,重庆大学李鸿乂等人报道了层状正极中H2O‐Mg2+的华尔兹式穿梭机制。该机制通过晶格水分子与Mg2+的协同效应实现Mg2+的快速迁移动力学。此外,晶格H2O分子重新排列稳定了层状结构,消除了正极的结构坍塌。结果表明,在电流密度为50 mA g -1时,Mg0.75V10O24·nH2O (MVOH)正极具有350 mAh g -1的高容量,在4 A g-1时,其容量保持在70 mAh g -1。

图1. Mg2+在MVOH层间沿a方向迁移


总之,该工作以Mg2+预插层水合V10O24·nH2O(以MVOH表示)为正极制备了一种新型层状材料。预插层的Mg2+和结晶水分子扩大了层间间距,稳定了层状结构,提高了Mg2+迁移动力学和结构稳定性。基于MVOH正极的MIB电池提供了5000次循环的超长循环寿命,能量密度高达67 Wh kg−1。因此,该项工作揭示了晶格水分子对Mg2+迁移的复杂穿梭机制,为推进MIBs的实际发展提供了新方向。图2. 电池性能
H2O-Mg2+ Waltz-Like Shuttle Enables High-Capacity and Ultralong-Life Magnesium-Ion Batteries, Advanced Science 2024

来源:华算科技

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