Como candidatas prometedoras a las actuales baterías de iones de litio, las baterías recargables de magnesio han atraído una gran atención debido a las propiedades superiores de los ánodos metálicos de magnesio (Mg), como su alta capacidad volumétrica (3833 mAh/cm 3 ), recursos abundantes, respeto al medio ambiente y dendritas difíciles de cultivar.
Aunque algunos estudios han informado que la morfología de las dendritas de Mg se puede observar en condiciones extremas de galvanoplastia, como el uso de electrolitos de Mg limitados con baja conductividad de iones de Mg y la aplicación de densidad de corriente ultraalta (10 mAh/cm2). sup> ), estas condiciones de prueba son claramente diferentes de los requisitos prácticos.
Investigadores del Instituto de Bioenergía y Tecnología de Bioprocesos de Qingdao de la Academia de Ciencias de China (CAS) han descubierto que el uso del práctico separador de poliolefina provoca cortocircuitos en las pilas de botón incluso con baja densidad de corriente. Han establecido un modelo de crecimiento plano capa por capa para la supresión de cortocircuitos y propusieron la estrategia de diseño de un sustrato magnesiofílico 3D para lograr un comportamiento plano de galvanoplastia/extracción de Mg.
El estudio fue publicado en ACS Energy Letters el 4 de diciembre.
Amplia evidencia ha demostrado que el crecimiento del Mg es uniforme y denso cuando la densidad de corriente es inferior a 5 mAh/cm 2 . Sin embargo, el uso de prácticos separadores de poliolefina con un espesor delgado, la carga y descarga de baja corriente pueden causar cortocircuitos internos en las pilas de botón.
Los investigadores propusieron el modelo de crecimiento de islas para depósitos de Mg basándose en pruebas electroquímicas y observaciones de morfología microscópica, lo que explica razonablemente el comportamiento anormal del cortocircuito.
Al ajustar aún más los parámetros de desajuste de la red y la energía superficial del sustrato, se logra el crecimiento plano capa por capa de los depósitos de Mg, resolviendo efectivamente el problema de cortocircuito anormal mencionado anteriormente.
Los investigadores utilizaron un sustrato 3D magnesiofílico (Ni(OH)2 @CC) con bajo desajuste de red y propiedades de alta energía superficial como sustrato de galvanoplastia, lo que no solo permitió el proceso reversible de galvanoplastia/extracción, sino que también se combinó con un Mo6 de alta carga. S8 cátodo (30 mg/cm 2 ) .
Al explorar en profundidad el fenómeno de cortocircuito causado por el comportamiento anormal de galvanoplastia no dendrítica en RMB y proponer soluciones validadas, este trabajo proporciona una fuerza impulsora importante para la aplicación práctica del ánodo metálico de magnesio.
Más información: Guixin Wang et al, Cómo lograr un comportamiento plano de galvanoplastia/extracción de un ánodo metálico de magnesio para una batería de magnesio práctica, ACS Energy Letters (2023). DOI:10.1021/acsenergylett.3c02058
Información de la revista: Cartas de Energía ACS
Proporcionado por la Academia China de Ciencias
