性元素还可大幅度提高。
Chusid等人在Aurbach研究的基础上负极采用MgAl3Z
1正极采用Chevrel相的Mo6O8电解液采用PVDFMgAlCl2BuEt2tetraglyme组装成电池得到最好的性能。最高比容量达到115mAhg在080℃范围内电池电压为1209V并且电池比容量随温度升高而增大。
袁华堂等人公布了一种可充镁电池MgM1XM2YMgZ
BuCl22纳米MgCo2O4或MoS2其中M1为NiM2为Cu或Ti0xy05。以MgCo2O4为正极组装的电池开路电压为20V用01C充放电充电平台平稳为285V放电电压为175V以MoS2作为电池正极材料的电池开路电压为14V循环寿命都在50次以上。
f相对于锂离子电池镁离子电池发展相对缓慢其中一个主要原因是适合镁离子嵌脱的正极材料很少镁离子在多数基质中嵌脱困难。之后世界各国的公司、学校、科研机构开展了大量有关镁可充电池正极材料、电解液和负极材料的研究。特别是2010年NuLi等10以KIT6为模板合成了微观介孔结构的Mg103M
097SiO4作为镁离子电池正极材料在02C下放电电压达到165VvsMgMg2且容量高3014mAhg。2011年Lia
g等11首次报道了片状剥离的类石墨烯MoS2正极与超细镁纳米颗粒NMg负极组装的镁电池表现出好的性能工作电压可达18V可逆放电容量达到170mAhg。
从以上的几个例子来看虽然存在着许多的不足但镁离子电池在实验室研究阶段还是获得了一定的成功只是这些电池体系的电解质溶液都局限于格氏试剂的醚溶液。另外寻找适合的正极材料是镁离子电池发展的关键。目前镁离子电池正极材料可分为一维隧道结构、二维层状结构、三维框架结构其主要以无机过渡金属化合物为主包括氧化物、硫化物、硼化物、聚阴离子化合物和含硫有机导电物491218。
f二镁离子电池的构成
镁离子电池应由以下几个关键部分组成1电极2电解液3隔膜4附属装置。我们在研究化学电源的基本特性时通常着重于正、负极活性物质和电解液的研究。下面对构成镁离子电池的正极材料、负极材料和电解液分别进行分析讨论。21负极材料
作为镁离子电池的负极材料应要求镁的嵌入和脱嵌或者沉积溶解电极电位较低从而使组成的电池的电势较高实用性增强。目前报道所采用的负极材料均为纯金属镁和镁铝合金。镁的氧化还原电位较负比能量大2205mAhg镁负极可构成比能量很高的电池。然而由于镁的表面很易形成一种致密的钝化膜阻碍了Mg的溶解沉积反应所以要使镁负极可行必须找到能破除钝化膜和使镁能在有机电解液中沉积的办法。一般来说只有既不接受质子也不含有质子的电解质溶液才会满足镁表面不生成致密钝化膜的要求。
为了解决镁沉积和溶解r