CN111916721A - 一种以镁锂合金为负极的镁硫二次电池 - Google Patents
一种以镁锂合金为负极的镁硫二次电池 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111916721A CN111916721A CN202010826407.5A CN202010826407A CN111916721A CN 111916721 A CN111916721 A CN 111916721A CN 202010826407 A CN202010826407 A CN 202010826407A CN 111916721 A CN111916721 A CN 111916721A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- magnesium
- lithium
- alloy
- negative electrode
- sulfur
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- GCICAPWZNUIIDV-UHFFFAOYSA-N lithium magnesium Chemical compound [Li].[Mg] GCICAPWZNUIIDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 72
- 239000001989 lithium alloy Substances 0.000 title claims abstract description 56
- 229910000733 Li alloy Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 53
- SMDQFHZIWNYSMR-UHFFFAOYSA-N sulfanylidenemagnesium Chemical compound S=[Mg] SMDQFHZIWNYSMR-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 51
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 claims abstract description 58
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 54
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 52
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 claims abstract description 24
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 22
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 20
- GJEAMHAFPYZYDE-UHFFFAOYSA-N [C].[S] Chemical compound [C].[S] GJEAMHAFPYZYDE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 19
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims abstract description 19
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 18
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims abstract description 18
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 13
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- 239000011701 zinc Substances 0.000 claims abstract description 10
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 229910002056 binary alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 229910001325 element alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 159000000003 magnesium salts Chemical class 0.000 claims abstract description 8
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 229910052797 bismuth Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N bismuth atom Chemical compound [Bi] JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 claims abstract description 6
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- ZSLUVFAKFWKJRC-IGMARMGPSA-N 232Th Chemical compound [232Th] ZSLUVFAKFWKJRC-IGMARMGPSA-N 0.000 claims abstract description 5
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N Gallium Chemical compound [Ga] GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 229910052776 Thorium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N antimony atom Chemical compound [Sb] WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 229910052793 cadmium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N cadmium atom Chemical compound [Cd] BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 239000011575 calcium Substances 0.000 claims abstract description 5
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 239000011651 chromium Substances 0.000 claims abstract description 5
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims abstract description 5
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 229910052732 germanium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N germanium atom Chemical compound [Ge] GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 239000010931 gold Substances 0.000 claims abstract description 5
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N indium atom Chemical compound [In] APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 229910052746 lanthanum Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N lanthanum atom Chemical compound [La] FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 5
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 150000002910 rare earth metals Chemical class 0.000 claims abstract description 5
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims abstract description 5
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 239000004332 silver Substances 0.000 claims abstract description 5
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims abstract description 5
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N yttrium atom Chemical compound [Y] VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N cerium Chemical compound [Ce] GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract 2
- 239000005486 organic electrolyte Substances 0.000 claims description 14
- XTHFKEDIFFGKHM-UHFFFAOYSA-N Dimethoxyethane Chemical compound COCCOC XTHFKEDIFFGKHM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 12
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- -1 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 claims description 8
- WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N Acetonitrile Chemical compound CC#N WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims description 5
- 239000006258 conductive agent Substances 0.000 claims description 5
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 5
- TWRXJAOTZQYOKJ-UHFFFAOYSA-L Magnesium chloride Chemical compound [Mg+2].[Cl-].[Cl-] TWRXJAOTZQYOKJ-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 4
- 229920003171 Poly (ethylene oxide) Polymers 0.000 claims description 4
- WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N Tetrahydrofuran Chemical compound C1CCOC1 WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000010405 anode material Substances 0.000 claims description 4
- ZUHZGEOKBKGPSW-UHFFFAOYSA-N tetraglyme Chemical compound COCCOCCOCCOCCOC ZUHZGEOKBKGPSW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000010439 graphite Substances 0.000 claims description 3
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 claims description 3
- RYHBNJHYFVUHQT-UHFFFAOYSA-N 1,4-Dioxane Chemical compound C1COCCO1 RYHBNJHYFVUHQT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- MPCRDALPQLDDFX-UHFFFAOYSA-L Magnesium perchlorate Chemical compound [Mg+2].[O-]Cl(=O)(=O)=O.[O-]Cl(=O)(=O)=O MPCRDALPQLDDFX-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 2
- 239000002033 PVDF binder Substances 0.000 claims description 2
- 239000002202 Polyethylene glycol Substances 0.000 claims description 2
- DPXJVFZANSGRMM-UHFFFAOYSA-N acetic acid;2,3,4,5,6-pentahydroxyhexanal;sodium Chemical compound [Na].CC(O)=O.OCC(O)C(O)C(O)C(O)C=O DPXJVFZANSGRMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000006230 acetylene black Substances 0.000 claims description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 claims description 2
- 239000002041 carbon nanotube Substances 0.000 claims description 2
- 229910021393 carbon nanotube Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000001768 carboxy methyl cellulose Substances 0.000 claims description 2
- SBZXBUIDTXKZTM-UHFFFAOYSA-N diglyme Chemical compound COCCOCCOC SBZXBUIDTXKZTM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910021389 graphene Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000003273 ketjen black Substances 0.000 claims description 2
- OTCKOJUMXQWKQG-UHFFFAOYSA-L magnesium bromide Chemical compound [Mg+2].[Br-].[Br-] OTCKOJUMXQWKQG-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 2
- 229910001623 magnesium bromide Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910001629 magnesium chloride Inorganic materials 0.000 claims description 2
- ORUIBWPALBXDOA-UHFFFAOYSA-L magnesium fluoride Chemical compound [F-].[F-].[Mg+2] ORUIBWPALBXDOA-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 2
- 229910001635 magnesium fluoride Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 claims description 2
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 claims description 2
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 claims description 2
- 229920002981 polyvinylidene fluoride Polymers 0.000 claims description 2
- 235000019812 sodium carboxymethyl cellulose Nutrition 0.000 claims description 2
- 229920001027 sodium carboxymethylcellulose Polymers 0.000 claims description 2
- YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N tetrahydrofuran Natural products C=1C=COC=1 YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- YFNKIDBQEZZDLK-UHFFFAOYSA-N triglyme Chemical compound COCCOCCOCCOC YFNKIDBQEZZDLK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 150000002466 imines Chemical class 0.000 claims 2
- 230000010287 polarization Effects 0.000 abstract description 26
- 238000002161 passivation Methods 0.000 abstract description 15
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 3
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 abstract description 3
- 208000028659 discharge Diseases 0.000 description 30
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 19
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 16
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 12
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 12
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 11
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 11
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 7
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 6
- 238000010277 constant-current charging Methods 0.000 description 6
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 6
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- VCHVXUQQZMQWIY-UHFFFAOYSA-N [AlH3].[Mg].[Li] Chemical compound [AlH3].[Mg].[Li] VCHVXUQQZMQWIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 description 5
- 239000007774 positive electrode material Substances 0.000 description 5
- 229910002058 ternary alloy Inorganic materials 0.000 description 5
- JLVVSXFLKOJNIY-UHFFFAOYSA-N Magnesium ion Chemical compound [Mg+2] JLVVSXFLKOJNIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- QGJOPFRUJISHPQ-NJFSPNSNSA-N carbon disulfide-14c Chemical compound S=[14C]=S QGJOPFRUJISHPQ-NJFSPNSNSA-N 0.000 description 4
- 238000007600 charging Methods 0.000 description 4
- 238000011161 development Methods 0.000 description 4
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 4
- HZZOEADXZLYIHG-UHFFFAOYSA-N magnesiomagnesium Chemical compound [Mg][Mg] HZZOEADXZLYIHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910001425 magnesium ion Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 4
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 4
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 4
- 239000007784 solid electrolyte Substances 0.000 description 4
- 229910000861 Mg alloy Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910019400 Mg—Li Inorganic materials 0.000 description 3
- JHRWWRDRBPCWTF-OLQVQODUSA-N captafol Chemical compound C1C=CC[C@H]2C(=O)N(SC(Cl)(Cl)C(Cl)Cl)C(=O)[C@H]21 JHRWWRDRBPCWTF-OLQVQODUSA-N 0.000 description 3
- ZMIGMASIKSOYAM-UHFFFAOYSA-N cerium Chemical compound [Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce] ZMIGMASIKSOYAM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 3
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 3
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 3
- 239000007773 negative electrode material Substances 0.000 description 3
- 238000004080 punching Methods 0.000 description 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 3
- 125000002023 trifluoromethyl group Chemical group FC(F)(F)* 0.000 description 3
- 229910019094 Mg-S Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910019397 Mg—S Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 2
- 239000012300 argon atmosphere Substances 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 239000010406 cathode material Substances 0.000 description 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000003487 electrochemical reaction Methods 0.000 description 2
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 description 2
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000003949 imides Chemical class 0.000 description 2
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000000269 nucleophilic effect Effects 0.000 description 2
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 2
- 238000001291 vacuum drying Methods 0.000 description 2
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 2
- 229910001152 Bi alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- CPELXLSAUQHCOX-UHFFFAOYSA-M Bromide Chemical compound [Br-] CPELXLSAUQHCOX-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229910001128 Sn alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- RRXGIIMOBNNXDK-UHFFFAOYSA-N [Mg].[Sn] Chemical compound [Mg].[Sn] RRXGIIMOBNNXDK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PGTXKIZLOWULDJ-UHFFFAOYSA-N [Mg].[Zn] Chemical compound [Mg].[Zn] PGTXKIZLOWULDJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001994 activation Methods 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- SKKNACBBJGLYJD-UHFFFAOYSA-N bismuth magnesium Chemical compound [Mg].[Bi] SKKNACBBJGLYJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000001351 cycling effect Effects 0.000 description 1
- 210000001787 dendrite Anatomy 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 230000005518 electrochemistry Effects 0.000 description 1
- 239000008151 electrolyte solution Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000009616 inductively coupled plasma Methods 0.000 description 1
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 description 1
- 229910000765 intermetallic Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 150000002642 lithium compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 231100000956 nontoxicity Toxicity 0.000 description 1
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 description 1
- 238000004611 spectroscopical analysis Methods 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
- H01M4/38—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of elements or alloys
- H01M4/46—Alloys based on magnesium or aluminium
- H01M4/466—Magnesium based
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
- H01M10/054—Accumulators with insertion or intercalation of metals other than lithium, e.g. with magnesium or aluminium
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/13—Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
- H01M4/134—Electrodes based on metals, Si or alloys
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M2004/026—Electrodes composed of, or comprising, active material characterised by the polarity
- H01M2004/027—Negative electrodes
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Abstract
一种镁锂合金为负极的镁硫二次电池，包括负极片、正极片、电解液和隔膜；所述的负极片为镁锂二元合金或镁与锂和其他合金元素(锌、铝、锰、镓、铈、锡、锑、铋、镧、钇、铟、铅、镉、银、金、铜、锗、钛、稀土、锆、铬、钙、铁、钍、硅中的一种或多种)形成的镁锂多元合金，其中锂元素的含量为15～45at.％，其他合金元素的总含量为0.01～5at.％，余量为Mg；所述正极片为硫碳复合正极材料，所述电解液包含镁盐和有机溶剂。采用镁锂合金负极代替镁负极可以抑制镁负极的钝化，降低镁负极的极化，提高镁硫电池的放电电压平台和放电比容量。采用镁锂合金负极的镁硫电池具有高能量密度和优异的循环性能，制备方法简单易行，具有广阔的应用前景。
Description
技术领域
本发明属于电化学技术领域，具体涉及一种以镁锂合金为负极的镁硫二次电池。
背景技术
随着社会的发展，人们对二次化学电源的要求日益增高。以石墨为负极材料的传统锂离子电池比容量较低(372mAh/g)，已经难以满足人们的需求。锂二次电池具有较高的能量密度，但是锂二次电池的成本、效率和安全性问题成为制约其商业化的主要因素，因此，亟需开发低成本、高安全性和高能量密度的非锂金属二次电池体系。
金属镁具有较低的标准电极电势(-2.356V)，可以提供2205mAh/g的理论比容量，是替代金属锂负极的一种理想材料。相对于金属锂，镁还具有价格便宜、对环境无污染的特点。更重要的是，金属镁在可逆沉积溶解过程中不易产生枝晶，极大提高了二次电池的安全性。因此，金属镁基化学电源在高比能量电池方面具有很大的潜力。
在正极材料中，硫的理论比容量(1675mAh/g)是当前商业化锂离子正极材料的十倍左右，并且硫还具有廉价、无毒、储量丰富、环境友好等优点。因此，以单质硫作为正极活性物质，以镁或镁合金作为电池负极所组成的镁硫二次电池体系与其它化学电源体系相比在比能量和安全性方面具有独特的优势。
虽然镁硫二次电池具备诸多优点，但镁负极的钝化问题成为了限制其发展的最主要因素。由于金属镁的标准电极电势较负，金属镁会与绝大多数的电解液发生化学反应，在其表面生成一层钝化膜。与锂电池中负极表面的固体电解质界面膜(SEI)不同的是，镁电极表面所形成的钝化膜不能够使镁离子通过，阻碍了镁负极电化学反应的发生。
目前针对镁负极钝化问题的研究主要有四个方向：一是开发新型、非亲核的镁硫电池电解液，避免电解液中的成分与镁负极发生反应，防止镁负极钝化，但是目前多数符合条件的非亲核电解液合成过程复杂，成本高，短时间内难以得到实际应用；二是在电解液中引入氯离子、溴离子等卤素阴离子添加剂来防止镁负极的钝化，但是电解液中的卤素离子会对电池中的集流体、电池壳等非活性组分造成腐蚀，影响电池循环稳定性；三是在镁负极和电解液界面上制备一层固体电解质界面膜，阻碍镁负极和电解液的直接接触，但是镁离子在固体电解质中的离子电导率普遍较低，制备能传导镁离子的固体电解质较为困难；四是采用镁合金负极代替镁负极，能够有效防止镁硫电池负极的钝化，降低电池极化，该方法成本低，简单易行。目前，镁锡合金、镁铋合金在镁离子电池中发挥出了相对较高的比容量和较好的循环可逆性，但锡元素和铋元素的相对原子质量较大，在一定程度上降低了负极的理论能量密度。
综上所述，镁硫电池中镁负极钝化的问题仍未得到彻底解决，目前亟待发展新材料、新技术来应对镁负极易钝化的问题，这对于镁电池的发展和实际应用具有重要意义。
发明内容
本发明的目的是为了解决镁硫电池中镁负极钝化的问题，提供一种以镁锂合金为负极的镁硫二次电池，该电池以镁锂合金为负极，以硫碳复合材料为正极，以包含镁盐和有机溶剂的溶液为电解液。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：
一种以镁锂合金为负极的镁硫二次电池，包括负极片、正极片、电解液和隔膜；所述负极片为镁锂二元合金或镁锂多元合金；所述镁锂二元合金中锂元素的含量为15～45at.％；所述镁锂多元合金中除镁锂外的其他合金元素为锌、铝、锰、镓、铈、锡、锑、铋、镧、钇、铟、铅、镉、银、金、铜、锗、钛、稀土、锆、铬、钙、铁、钍、硅中的一种或多种；所述镁锂多元合金中锂元素的含量为15～45at.％，其他合金元素的总含量为0.01～5at.％，余量为Mg；
所述正极片包括硫碳复合正极材料、导电剂和粘结剂；
所述电解液为有机电解液，包含镁盐和有机溶剂。
本发明相对于现有技术的有益效果为：
(1)本发明的镁硫二次电池能够有效避免负极与电解液界面的钝化问题，明显降低镁硫电池充放电过程中负极上的极化，从而提高镁硫二次电池放电的电压平台。
(2)本发明镁锂合金与其他镁合金负极相比，理论比容量高，以镁锂合金为负极的镁硫二次电池具有很高的理论能量密度。
(3)本发明所述的镁锂合金制备方法简单，成本低，硬度高，适宜于空气环境中的工业生产，以镁锂合金为负极能够显著提高镁硫二次电池的放电平台和放电比容量，本发明所述的方法具有很高的实际应用价值。
附图说明
图1为实施例1所用镁锂合金LZ91的金相显微组织图；
图2为实施例1所用镁锂合金LZ91的XRD图；
图3为实施例1所用镁锂合金LZ91-LZ91对称电池的恒流极化曲线图；
图4为实施例1所用镁锂合金LZ91为负极的镁硫电池首次放电曲线图；
图5为实施例1所用镁锂合金LZ91为负极的镁硫电池充放电循环曲线图；
图6为对比例1中镁-镁对称电池的恒流极化曲线图；
图7为对比例1中金属镁为负极的镁硫电池首次放电曲线图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的技术方案作进一步的说明，但并不局限于此，凡是对本发明技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的保护范围中。
本发明以镁锂合金为负极，能够抑制负极的钝化，降低负极极化，提高镁硫电池的放电电压平台和放电比容量，从而提高镁硫电池的能量密度。本发明提供的方法过程简单、成本低、可操作性强、对镁硫电池放电性能的提升效果显著，具有很高的实际应用价值。
本发明镁锂合金负极可以从商业途径得到，也可以通过以下方法合成得到。两种途径得到的镁锂合金均能达到本发明所述的有益效果，但合成得到的镁锂合金更方便控制其中各元素的含量：
(1)在惰性气体环境中，将金属镁与金属锂混合，加热至650℃以上，保温30min，使之形成熔融合金，随后冷却至室温，得到镁锂二元合金块体材料。
(2)在惰性气体环境中，将金属镁、金属锂以及其他合金元素(锌、铝、锰、镓、铈、锡、锑、铋、镧、钇、铟、铅、镉、银、金、铜、锗、钛、稀土、锆、铬、钙、铁、钍、硅中的一种或多种)混合，加热至650℃以上，保温30min，使之形成熔融合金，随后冷却至室温，得到镁锂多元合金块体材料。
具体实施方式一：本实施方式记载的是一种以镁锂合金为负极的镁硫二次电池，包括负极片、正极片、电解液和隔膜；
所述负极片为镁锂二元合金或镁锂多元合金；所述镁锂二元合金中锂元素的含量为15～45at.％；所述镁锂多元合金中除镁锂外的其他合金元素为锌、铝、锰、镓、铈、锡、锑、铋、镧、钇、铟、铅、镉、银、金、铜、锗、钛、稀土、锆、铬、钙、铁、钍、硅中的一种或多种；所述镁锂多元合金中锂元素的含量为15～45at.％，其他合金元素的总含量为0.01～5at.％，余量为Mg；
所述正极片包括硫碳复合正极材料、导电剂和粘结剂；
所述电解液为有机电解液，包含镁盐和有机溶剂。
具体实施方式二：具体实施方式一所述的一种以镁锂合金为负极的镁硫二次电池，所述硫碳复合正极材料中，碳的质量比为20～90％，所述硫碳复合正极材料通过155℃热处理12h制备得到。
具体实施方式三：具体实施方式一所述的一种以镁锂合金为负极的镁硫二次电池，所述导电剂为Super P、乙炔黑、科琴黑、炭黑、石墨、石墨烯、碳纳米管中的一种或多种。
具体实施方式四：具体实施方式一所述的一种以镁锂合金为负极的镁硫二次电池，所述粘结剂为聚偏二氟乙烯、聚氧化乙烯、聚四氟乙烯、羧甲基纤维素钠中的一种或多种。
具体实施方式五：具体实施方式一所述的一种以镁锂合金为负极的镁硫二次电池，所述镁盐为高氯酸镁、六氟磷酸镁、四氟硼酸镁、氯化镁、溴化镁、氟化镁、双六甲基二硅叠氮镁、双氟磺酞亚胺镁、双三氟甲基磺酞亚胺镁中的一种或多种。
具体实施方式六：具体实施方式一所述的一种以镁锂合金为负极的镁硫二次电池，以所述电解液的总体积为基准，所述镁盐的总摩尔浓度为0.01～5mol/L。
具体实施方式七：具体实施方式一所述的一种以镁锂合金为负极的镁硫二次电池，所述有机溶剂为乙腈、四氢呋喃、乙二醇二甲醚、二乙二醇二甲醚、三乙二醇二甲醚、四乙二醇二甲醚、二氧六环以及聚乙二醇二甲醚中的一种或多种。
实施例1：
对商业途径得到的镁锂合金LZ91材料进行机械加工，冲成直径为14mm的圆形片并打磨至表面平整光亮，得到镁锂合金LZ91负极片。
对商业途径得到的镁锂合金LZ91材料进行电感耦合等离子光谱测试，表1为测试得到的该镁锂合金中各元素的质量百分比和摩尔百分比，其中镁的含量为75.033at.％，锂的含量为24.564％，锌的含量为0.403％。
表1实施例1中镁锂合金LZ91中的各元素含量
| 元素 | 质量百分比(％) | 摩尔百分比(％) |
| Mg | 90.260 | 75.033 |
| Li | 8.437 | 24.564 |
| Zn | 1.303 | 0.403 |
图1为商业镁锂合金LZ91的金相显微组织，从图中可以看出，该镁锂合金为固溶体合金，其中白色区域对应具有密排六方晶体结构α相的镁，深灰色对应具有体心立方晶体结构的β相的锂，α相的镁和β相的锂同时存在且分布较为均匀。该合金中锌元素的含量很低，绝大部分锌元素都固溶在α相基体中，因此没有观察到镁锌金属间化合物。
该商业镁锂合金LZ91的X射线衍射(XRD)结果如图2所示，从图中可以看出，合金主要由α相和β相的镁、锂化合物组成，含有极少量锌的化合物，与金相显微测试结果一致。
电解液的配制：在氩气环境下称取0.5mol/L双三氟甲基磺酞亚胺镁，溶解在乙二醇二甲醚溶剂中搅拌12h，得到澄清透明的有机电解液。
硫碳复合正极材料的制备：将升华硫和KB按照质量比7:3进行研磨混合，滴入二硫化碳，搅拌12h使二硫化碳充分挥发，将得到的粉末研磨，随后放入管式炉中在155℃氩气环境下烧结20h，得到硫碳复合材料。将得到的硫碳复合材料、Super P和聚氧化乙烯按照8:1:1的质量比混合，并加入适量水搅拌分散，得到均匀的黑色浆料。随后用涂布器将得到的浆料涂布在铝箔上，并将涂布后的铝箔放入真空干燥箱中，在50℃下干燥12h，将干燥后的铝箔冲成直径为14mm的圆片，得到的硫碳复合正极材料中硫的含量约为64wt.％。
镁锂合金LZ91-LZ91对称电池的组装和测试：
在水值、氧值小于1ppm的氩气手套箱中，以商业镁锂合金LZ91为正极和负极，隔膜采用GF/D玻璃纤维隔膜，在隔膜上滴加80μL所配制的有机电解液，组装成CR2025扣式电池。在25℃下采用新威电池测试系统对电池进行恒流充放电测试，电流密度为0.1mA/cm2，充放电各30min。
图3为镁锂合金LZ91-LZ91对称电池的恒流极化曲线。从图中可以看出，镁锂合金LZ91对称电池在上述有机电解液中的极化非常小。经过几次循环的活化过程后，镁锂合金LZ91对称电池的极化稳定在0.01左右，证明了镁锂合金LZ91在该有机电解液中不会发生严重的钝化。
对称电池的恒流极化曲线能够反映出电极材料在恒流充放电过程中的极化大小。在本发明中，以LZ91同时作为扣式电池的正负极材料组装成LZ91-LZ91对称电池，其恒流充放电测试结果能够反映出LZ91负极材料在恒流充放电过程中的极化大小，从而反映出LZ91负极表面的钝化状态。
镁硫电池的组装和测试：
在水值、氧值小于1ppm的氩气手套箱中，以商业镁锂合金LZ91为负极，以制得的硫碳复合材料为正极，隔膜采用GF/D玻璃纤维隔膜，在隔膜上滴加80μL所配制的有机电解液，组装成CR2025扣式电池。在25℃下采用新威电池测试系统对电池进行恒流充放电测试，电池充放电倍率为0.05C。
以镁锂合金LZ91为负极的镁硫电池的首次放电曲线如图4所示。放电的第一放电平台为1.50V，随后在0.8V～0.1V区间内的放电曲线呈斜坡状，电池首次放电比容量为1000mAh/g。以镁锂合金LZ91为负极的镁硫电池的充放电循环曲线如图5所示，在电池循环过程中能够保持1.50V左右的第一放电平台。这证明了镁锂合金LZ91作为镁硫二次电池负极时，能够有效防止电池充放电过程中负极在电解液中的钝化，负极极化明显降低，因此以镁锂合金LZ91为负极的镁硫二次电池具有较高的放电比容量和能量密度。
实施例2：
在惰性气体环境中，将金属镁、金属锂和金属铝按照质量比90:9:1混合，加热至670℃以上，保温30min，使之形成熔融合金，随后冷却至室温，得到镁锂铝三元合金块体材料。对得到的镁锂铝三元合金块体材料进行机械加工，冲成直径为14mm的圆形片并打磨至表面平整光亮，得到镁锂铝三元合金负极片。
电解液的配制：在氩气环境下称取0.5mol/L双三氟甲基磺酞亚胺镁，溶解在乙二醇二甲醚溶剂中搅拌12h，得到澄清透明的有机电解液。
硫碳复合正极材料的制备：将升华硫和KB按照质量比6:4进行研磨混合，滴入二硫化碳，搅拌12h使二硫化碳充分挥发，将得到的粉末研磨，随后放入管式炉中在155℃氩气环境下烧结20h，得到硫碳复合材料。将得到的硫碳复合材料、Super P和聚氧化乙烯按照8:1:1的质量比混合，并加入适量水搅拌分散，得到均匀的黑色浆料。随后用涂布器将得到的浆料涂布在铝箔上，并将涂布后的铝箔放入真空干燥箱中，在50℃下干燥12h，将干燥后的铝箔冲成直径为14mm的圆片，得到的硫碳复合正极材料。
镁硫电池的组装和测试：
在水值、氧值小于1ppm的氩气手套箱中，以所制备的镁锂铝三元合金为负极，以制得的硫碳复合材料为正极，隔膜采用GF/D玻璃纤维隔膜，在隔膜上滴加80μL所配制的有机电解液，组装成CR2025扣式电池。在25℃下采用新威电池测试系统对电池进行恒流充放电测试，电池充放电倍率为0.05C。
以所制备的镁锂铝三元合金为负极的镁硫二次电池在充放电过程中负极极化低，具有较高且稳定的放电平台，并具有较高的放电比容量和能量密度。
对比例1：
镁-镁对称电池的组装和测试：
以商业镁箔(纯度＞99.5％)作为正极和负极，电解液为0.5mol/L双三氟甲基磺酞亚胺镁溶解在乙二醇二甲醚中形成的有机电解液，隔膜采用GF/D玻璃纤维隔膜，在隔膜上滴加80μL所配制的有机电解液，组装成CR2025扣式电池。在25℃下采用新威电池测试系统对电池进行恒流充放电测试，电流密度为0.1mA/cm2，充放电各30min。
镁-镁对称电池的恒流极化曲线如图6所示，该对称电池初始极化很大，达到了4.0V，但从第二次恒流极化开始，极化稳定在2.1V左右，极化仍然非常大，说明此时镁负极表面存在一层钝化膜，阻碍了电化学反应的发生，因此在该电解液体系中的镁负极难以在电池中得到实际应用。
对称电池的恒流极化曲线能够反映出电极材料在恒流充放电过程中的极化大小。镁-镁对称电池的恒流充放电测试结果能够反映出镁负极的极化大小，并进一步说明镁负极表面的钝化状态。从镁-镁对称电池的恒流极化电压值与LZ91-LZ91对称电池的恒流极化电压值对比可以看出，可以证明镁锂合金LZ91负极的效果较好。
镁硫电池的组装和测试：
在水值、氧值小于1ppm的氩气手套箱中，以商业镁箔(纯度＞99.5％)为负极，以制得的硫碳复合材料为正极，隔膜采用GF/D玻璃纤维隔膜，在隔膜上滴加80μL所配制的有机电解液，组装成CR2025扣式电池。在25℃下采用新威电池测试系统对电池进行恒流充放电测试，电池充放电倍率为0.05C，放电截止电压为0.2V。
以镁箔为负极，以制得的硫碳复合材料为正极的镁硫电池首次放电曲线如图7所示，放电初始阶段的电压平台约为0.45V，当放电至180mAh/g后电压平台提高到0.80V左右，电池的首次放电比容量为574mAh/g。对比图4中以镁锂合金LZ91为负极的镁硫电池的放电曲线，以镁箔为负极的镁硫电池放电电压平台很低，证明了镁箔在该电解液中发生了钝化，负极上的极化很大。以上现象说明镁锂合金LZ91负极能够有效抑制镁负极在有机电解液中的钝化，大幅降低镁硫二次电池负极的极化，提高镁硫电池放电电压平台和放电比容量，从而提高镁硫二次电池的能量密度。
Claims (7)
1.一种以镁锂合金为负极的镁硫二次电池，包括负极片、正极片、电解液和隔膜；其特征在于：
所述负极片为镁锂二元合金或镁锂多元合金；所述镁锂二元合金中锂元素的含量为15～45at.％；所述镁锂多元合金中除镁锂外的其他合金元素为锌、铝、锰、镓、铈、锡、锑、铋、镧、钇、铟、铅、镉、银、金、铜、锗、钛、稀土、锆、铬、钙、铁、钍、硅中的一种或多种；所述镁锂多元合金中锂元素的含量为15～45at.％，其他合金元素的总含量为0.01～5at.％，余量为Mg；
所述正极片包括硫碳复合正极材料、导电剂和粘结剂；
所述电解液为有机电解液，包含镁盐和有机溶剂。
2.根据权利要求1所述的一种以镁锂合金为负极的镁硫二次电池，其特征在于：所述硫碳复合正极材料中，碳的质量比为20～90％，所述硫碳复合正极材料通过155℃热处理12h制备得到。
3.根据权利要求1所述的一种以镁锂合金为负极的镁硫二次电池，其特征在于：所述导电剂为Super P、乙炔黑、科琴黑、炭黑、石墨、石墨烯、碳纳米管中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的一种以镁锂合金为负极的镁硫二次电池，其特征在于：所述粘结剂为聚偏二氟乙烯、聚氧化乙烯、聚四氟乙烯、羧甲基纤维素钠中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的一种以镁锂合金为负极的镁硫二次电池，其特征在于：所述镁盐为高氯酸镁、六氟磷酸镁、四氟硼酸镁、氯化镁、溴化镁、氟化镁、双六甲基二硅叠氮镁、双氟磺酞亚胺镁、双三氟甲基磺酞亚胺镁中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的一种以镁锂合金为负极的镁硫二次电池，其特征在于：以所述电解液的总体积为基准，所述镁盐的总摩尔浓度为0.01～5mol/L。
7.根据权利要求1所述的一种以镁锂合金为负极的镁硫二次电池，其特征在于：所述有机溶剂为乙腈、四氢呋喃、乙二醇二甲醚、二乙二醇二甲醚、三乙二醇二甲醚、四乙二醇二甲醚、二氧六环以及聚乙二醇二甲醚中的一种或多种。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010826407.5A CN111916721A (zh) | 2020-08-17 | 2020-08-17 | 一种以镁锂合金为负极的镁硫二次电池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010826407.5A CN111916721A (zh) | 2020-08-17 | 2020-08-17 | 一种以镁锂合金为负极的镁硫二次电池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN111916721A true CN111916721A (zh) | 2020-11-10 |
Family
ID=73279652
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202010826407.5A Pending CN111916721A (zh) | 2020-08-17 | 2020-08-17 | 一种以镁锂合金为负极的镁硫二次电池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN111916721A (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114050253A (zh) * | 2021-10-21 | 2022-02-15 | 中山大学 | 一种纳米锂合金的制备方法及其应用 |
| CN114864866A (zh) * | 2022-06-21 | 2022-08-05 | 合肥国轩高科动力能源有限公司 | 一种锂镁复合负极及其制备方法及制备的锂硫电池、全固态电池 |
| CN115036470A (zh) * | 2022-04-22 | 2022-09-09 | 青岛九环新越新能源科技股份有限公司 | 一种抑制锂枝晶生长的高镁含量锂-镁合金/铜复合箔负极及其制备方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20120107698A1 (en) * | 2010-10-27 | 2012-05-03 | Toyota Motor Engineering & Manufacturing Na | Electrochemical device with a magnesium anode and a stable, safe electrolyte compatible with sulfur |
| WO2018021361A1 (ja) * | 2016-07-26 | 2018-02-01 | 株式会社三徳 | マグネシウム－リチウム合金及びマグネシウム空気電池 |
| CN109713310A (zh) * | 2018-12-05 | 2019-05-03 | 上海空间电源研究所 | 一种轻量化柔性硫电极及其制备方法和应用 |
| CN110797524A (zh) * | 2019-11-08 | 2020-02-14 | 宁波致轻电池有限公司 | 二次电池用多元锂镁合金负极材料及其适配电解液 |
| CN110828892A (zh) * | 2019-11-18 | 2020-02-21 | 中国科学院青岛生物能源与过程研究所 | 一种固态镁硫电池、制备方法及在深海中应用 |
-
2020
- 2020-08-17 CN CN202010826407.5A patent/CN111916721A/zh active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20120107698A1 (en) * | 2010-10-27 | 2012-05-03 | Toyota Motor Engineering & Manufacturing Na | Electrochemical device with a magnesium anode and a stable, safe electrolyte compatible with sulfur |
| WO2018021361A1 (ja) * | 2016-07-26 | 2018-02-01 | 株式会社三徳 | マグネシウム－リチウム合金及びマグネシウム空気電池 |
| CN109713310A (zh) * | 2018-12-05 | 2019-05-03 | 上海空间电源研究所 | 一种轻量化柔性硫电极及其制备方法和应用 |
| CN110797524A (zh) * | 2019-11-08 | 2020-02-14 | 宁波致轻电池有限公司 | 二次电池用多元锂镁合金负极材料及其适配电解液 |
| CN110828892A (zh) * | 2019-11-18 | 2020-02-21 | 中国科学院青岛生物能源与过程研究所 | 一种固态镁硫电池、制备方法及在深海中应用 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 胡宇涵: "镁硫电池用镁基负极的制备与电化学性能", 《中国优秀博硕士学位论文全文数据库(硕士)工程科技Ⅰ辑》 * |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114050253A (zh) * | 2021-10-21 | 2022-02-15 | 中山大学 | 一种纳米锂合金的制备方法及其应用 |
| CN115036470A (zh) * | 2022-04-22 | 2022-09-09 | 青岛九环新越新能源科技股份有限公司 | 一种抑制锂枝晶生长的高镁含量锂-镁合金/铜复合箔负极及其制备方法 |
| CN114864866A (zh) * | 2022-06-21 | 2022-08-05 | 合肥国轩高科动力能源有限公司 | 一种锂镁复合负极及其制备方法及制备的锂硫电池、全固态电池 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN113629236B (zh) | 一种复合金属锂负极及其制备方法和应用 | |
| CN108899486B (zh) | 包覆硫系电解质的正极活性材料及其制备方法、全固态锂硫电池及其制备方法 | |
| CN111916721A (zh) | 一种以镁锂合金为负极的镁硫二次电池 | |
| CN108598405B (zh) | 一种三维石墨烯氧化锡碳复合负极材料的制备方法 | |
| CN108417795B (zh) | 一种过渡金属/过渡金属碳二亚胺复合材料的制备方法 | |
| WO2023245960A1 (zh) | 一种锂镁复合负极及其制备方法及制备的锂硫电池、全固态电池 | |
| CN111180711B (zh) | 石墨烯包覆氧化物-硒复合物铝电池正极材料的制备方法 | |
| CN113299928A (zh) | 高性能柔性二次锌银锌空混合电池正极材料的制备方法 | |
| CN109904391A (zh) | 一种锂金属电池锂负极的改性方法及锂金属电池 | |
| CN113506911A (zh) | 一种硫化物固体电解质材料及其制备方法和应用、全固态锂电池 | |
| CN115679380A (zh) | 一种晶面取向金属锌的制备方法及应用 | |
| CN114242989A (zh) | 一种复合电极材料及其制备方法和应用 | |
| Li et al. | Chemical presodiation of alloy anodes with improved initial coulombic efficiencies for the advanced sodium-ion batteries | |
| CN110931750A (zh) | 一种铜掺杂氧化钴多孔纳米片复合材料及储能应用 | |
| CN112768756B (zh) | 固态电解质材料以及利用该材料制得的复合固态电解质和全固态电池 | |
| CN115347140A (zh) | 一种表面改性的复合锌基负极、制备方法及电池 | |
| CN114843459A (zh) | 一种五硫化二锑基材料及其制备方法和应用 | |
| CN112467131A (zh) | 一种镁离子电池负极材料的制备方法 | |
| CN111816853A (zh) | CuS-Cu7.2S4纳米复合材料、锂电池及制备方法 | |
| CN110808365A (zh) | 一种高性能过渡金属氧化物负极材料及电池的组装方法 | |
| CN115676888B (zh) | 改性钽酸锂修饰石墨烯纳米材料及其制备方法和应用 | |
| CN114335457B (zh) | 一种单斜相二氧化钼/氮掺杂碳纳米管三维纳米复合材料的制备方法和应用 | |
| CN116826059B (zh) | 一种应用于海洋环境的锂电池负极材料及其制备方法 | |
| CN113410451B (zh) | 一种锂金属负极柔性保护材料及其制备方法 | |
| Xu et al. | Hydrophilic and nanocrystalline carbon quantum dots enable highly reversible zinc-ion batteries |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20201110 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |