MX2013010282A - Celda de ion magnesio recargable y montaje. - Google Patents
Celda de ion magnesio recargable y montaje.Info
- Publication number
- MX2013010282A MX2013010282A MX2013010282A MX2013010282A MX2013010282A MX 2013010282 A MX2013010282 A MX 2013010282A MX 2013010282 A MX2013010282 A MX 2013010282A MX 2013010282 A MX2013010282 A MX 2013010282A MX 2013010282 A MX2013010282 A MX 2013010282A
- Authority
- MX
- Mexico
- Prior art keywords
- magnesium
- carbon
- magnesium battery
- current collector
- electrode assembly
- Prior art date
Links
- 229910001425 magnesium ion Inorganic materials 0.000 title claims description 11
- 210000003850 cellular structure Anatomy 0.000 title 1
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 claims abstract description 152
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 47
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 claims abstract description 46
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 42
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 76
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 claims description 50
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 40
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 40
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 36
- -1 MgV03 Inorganic materials 0.000 claims description 24
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 22
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 20
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 claims description 18
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 claims description 17
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 17
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 claims description 15
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 claims description 15
- XTHFKEDIFFGKHM-UHFFFAOYSA-N Dimethoxyethane Chemical compound COCCOC XTHFKEDIFFGKHM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 11
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims description 11
- 239000002841 Lewis acid Substances 0.000 claims description 10
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 10
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 10
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 10
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N nickel Substances [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 239000011149 active material Substances 0.000 claims description 9
- 229910021397 glassy carbon Inorganic materials 0.000 claims description 9
- WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N Tetrahydrofuran Chemical compound C1CCOC1 WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims description 8
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 claims description 8
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 8
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 claims description 8
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims description 8
- LCGLNKUTAGEVQW-UHFFFAOYSA-N Dimethyl ether Chemical compound COC LCGLNKUTAGEVQW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000002482 conductive additive Substances 0.000 claims description 6
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 claims description 6
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 5
- 125000001495 ethyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 claims description 5
- 150000004820 halides Chemical class 0.000 claims description 5
- 238000003780 insertion Methods 0.000 claims description 5
- 239000003446 ligand Substances 0.000 claims description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 5
- JLVVSXFLKOJNIY-UHFFFAOYSA-N Magnesium ion Chemical compound [Mg+2] JLVVSXFLKOJNIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 claims description 4
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 4
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 claims description 4
- 125000000484 butyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 claims description 4
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 230000037431 insertion Effects 0.000 claims description 4
- KWGKDLIKAYFUFQ-UHFFFAOYSA-M lithium chloride Chemical compound [Li+].[Cl-] KWGKDLIKAYFUFQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 4
- 125000002496 methyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 claims description 4
- 125000001997 phenyl group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C(*)C([H])=C1[H] 0.000 claims description 4
- 239000002296 pyrolytic carbon Substances 0.000 claims description 4
- YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N tetrahydrofuran Natural products C=1C=COC=1 YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- LZDKZFUFMNSQCJ-UHFFFAOYSA-N 1,2-diethoxyethane Chemical compound CCOCCOCC LZDKZFUFMNSQCJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- JWUJQDFVADABEY-UHFFFAOYSA-N 2-methyltetrahydrofuran Chemical compound CC1CCCO1 JWUJQDFVADABEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910017048 AsF6 Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910016511 CuCr2S4 Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910021577 Iron(II) chloride Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910021578 Iron(III) chloride Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910013462 LiC104 Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910001290 LiPF6 Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910019398 NaPF6 Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910001310 TiP2O7 Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910003092 TiS2 Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910000540 VOPO4 Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052946 acanthite Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 125000003342 alkenyl group Chemical group 0.000 claims description 3
- 125000000304 alkynyl group Chemical group 0.000 claims description 3
- 125000003368 amide group Chemical group 0.000 claims description 3
- 229910003481 amorphous carbon Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 125000001797 benzyl group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C(C([H])=C1[H])C([H])([H])* 0.000 claims description 3
- SBZXBUIDTXKZTM-UHFFFAOYSA-N diglyme Chemical compound COCCOCCOC SBZXBUIDTXKZTM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 235000011180 diphosphates Nutrition 0.000 claims description 3
- NMCUIPGRVMDVDB-UHFFFAOYSA-L iron dichloride Chemical compound Cl[Fe]Cl NMCUIPGRVMDVDB-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 3
- RBTARNINKXHZNM-UHFFFAOYSA-K iron trichloride Chemical compound Cl[Fe](Cl)Cl RBTARNINKXHZNM-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 3
- SHXXPRJOPFJRHA-UHFFFAOYSA-K iron(iii) fluoride Chemical compound F[Fe](F)F SHXXPRJOPFJRHA-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 3
- 229910001540 lithium hexafluoroarsenate(V) Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910001496 lithium tetrafluoroborate Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 claims description 3
- 229910052961 molybdenite Inorganic materials 0.000 claims description 3
- CWQXQMHSOZUFJS-UHFFFAOYSA-N molybdenum disulfide Chemical compound S=[Mo]=S CWQXQMHSOZUFJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052982 molybdenum disulfide Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010450 olivine Substances 0.000 claims description 3
- 229910052609 olivine Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 150000002901 organomagnesium compounds Chemical class 0.000 claims description 3
- 229920000570 polyether Polymers 0.000 claims description 3
- FSJWWSXPIWGYKC-UHFFFAOYSA-M silver;silver;sulfanide Chemical compound [SH-].[Ag].[Ag+] FSJWWSXPIWGYKC-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 3
- 229910001542 sodium hexafluoroarsenate(V) Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910001495 sodium tetrafluoroborate Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052596 spinel Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000011029 spinel Substances 0.000 claims description 3
- 239000004753 textile Substances 0.000 claims description 3
- 239000002759 woven fabric Substances 0.000 claims description 3
- RRQYJINTUHWNHW-UHFFFAOYSA-N 1-ethoxy-2-(2-ethoxyethoxy)ethane Chemical compound CCOCCOCCOCC RRQYJINTUHWNHW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- SQAINHDHICKHLX-UHFFFAOYSA-N 1-naphthaldehyde Chemical compound C1=CC=C2C(C=O)=CC=CC2=C1 SQAINHDHICKHLX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 102100040615 Homeobox protein MSX-2 Human genes 0.000 claims description 2
- 101000967222 Homo sapiens Homeobox protein MSX-2 Proteins 0.000 claims description 2
- 229910020111 MgCr2S4 Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 208000015842 craniosynostosis 2 Diseases 0.000 claims description 2
- 239000004745 nonwoven fabric Substances 0.000 claims description 2
- YFNKIDBQEZZDLK-UHFFFAOYSA-N triglyme Chemical compound COCCOCCOCCOC YFNKIDBQEZZDLK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- KZVBBTZJMSWGTK-UHFFFAOYSA-N 1-[2-(2-butoxyethoxy)ethoxy]butane Chemical compound CCCCOCCOCCOCCCC KZVBBTZJMSWGTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 239000003125 aqueous solvent Substances 0.000 claims 1
- 239000011263 electroactive material Substances 0.000 claims 1
- 229940093476 ethylene glycol Drugs 0.000 claims 1
- 125000005843 halogen group Chemical group 0.000 claims 1
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 abstract description 4
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 43
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 25
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 19
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 15
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 15
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 11
- 238000000034 method Methods 0.000 description 11
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 11
- 229910000510 noble metal Inorganic materials 0.000 description 10
- 230000004044 response Effects 0.000 description 10
- 235000002639 sodium chloride Nutrition 0.000 description 10
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 7
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 7
- BQCIDUSAKPWEOX-UHFFFAOYSA-N 1,1-Difluoroethene Chemical compound FC(F)=C BQCIDUSAKPWEOX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229920006370 Kynar Polymers 0.000 description 6
- 239000002033 PVDF binder Substances 0.000 description 6
- 239000011152 fibreglass Substances 0.000 description 6
- 150000007517 lewis acids Chemical class 0.000 description 6
- IWCVDCOJSPWGRW-UHFFFAOYSA-M magnesium;benzene;chloride Chemical compound [Mg+2].[Cl-].C1=CC=[C-]C=C1 IWCVDCOJSPWGRW-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 6
- 229920006219 poly(vinylidene fluoride-co-hexafluoropropene) Polymers 0.000 description 6
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 6
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 description 6
- 229920002981 polyvinylidene fluoride Polymers 0.000 description 6
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 5
- 229910021383 artificial graphite Inorganic materials 0.000 description 5
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 5
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 5
- XMWRBQBLMFGWIX-UHFFFAOYSA-N C60 fullerene Chemical class C12=C3C(C4=C56)=C7C8=C5C5=C9C%10=C6C6=C4C1=C1C4=C6C6=C%10C%10=C9C9=C%11C5=C8C5=C8C7=C3C3=C7C2=C1C1=C2C4=C6C4=C%10C6=C9C9=C%11C5=C5C8=C3C3=C7C1=C1C2=C4C6=C2C9=C5C3=C12 XMWRBQBLMFGWIX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- TWRXJAOTZQYOKJ-UHFFFAOYSA-L Magnesium chloride Chemical compound [Mg+2].[Cl-].[Cl-] TWRXJAOTZQYOKJ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 4
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000006230 acetylene black Substances 0.000 description 4
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 description 4
- 229910021393 carbon nanotube Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000002041 carbon nanotube Substances 0.000 description 4
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 4
- 229910003472 fullerene Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 4
- 150000004795 grignard reagents Chemical class 0.000 description 4
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 4
- 230000003071 parasitic effect Effects 0.000 description 4
- 241000894007 species Species 0.000 description 4
- 238000001075 voltammogram Methods 0.000 description 4
- 229920007859 Kynar® HSV 900 Polymers 0.000 description 3
- 239000004809 Teflon Substances 0.000 description 3
- 229920006362 Teflon® Polymers 0.000 description 3
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 3
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 3
- 238000011161 development Methods 0.000 description 3
- 238000003487 electrochemical reaction Methods 0.000 description 3
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 3
- 239000003273 ketjen black Substances 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 238000013508 migration Methods 0.000 description 3
- 230000005012 migration Effects 0.000 description 3
- 239000007773 negative electrode material Substances 0.000 description 3
- 239000002879 Lewis base Substances 0.000 description 2
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910020939 NaC104 Inorganic materials 0.000 description 2
- 208000027418 Wounds and injury Diseases 0.000 description 2
- VSCWAEJMTAWNJL-UHFFFAOYSA-K aluminium trichloride Chemical compound Cl[Al](Cl)Cl VSCWAEJMTAWNJL-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 2
- 239000002585 base Substances 0.000 description 2
- 239000010406 cathode material Substances 0.000 description 2
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 2
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 2
- 238000002484 cyclic voltammetry Methods 0.000 description 2
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 2
- 239000008151 electrolyte solution Substances 0.000 description 2
- 238000001493 electron microscopy Methods 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 2
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 2
- 150000007527 lewis bases Chemical class 0.000 description 2
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910001629 magnesium chloride Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910021382 natural graphite Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 2
- 239000007774 positive electrode material Substances 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 2
- 238000007363 ring formation reaction Methods 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 2
- KLZUFWVZNOTSEM-UHFFFAOYSA-K Aluminium flouride Chemical compound F[Al](F)F KLZUFWVZNOTSEM-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 101100004392 Arabidopsis thaliana BHLH147 gene Proteins 0.000 description 1
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 1
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 101001108245 Cavia porcellus Neuronal pentraxin-2 Proteins 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 102100037068 Cytoplasmic dynein 1 light intermediate chain 1 Human genes 0.000 description 1
- 101000954692 Homo sapiens Cytoplasmic dynein 1 light intermediate chain 1 Proteins 0.000 description 1
- 229910012223 LiPFe Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910003074 TiCl4 Inorganic materials 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012790 adhesive layer Substances 0.000 description 1
- 239000000443 aerosol Substances 0.000 description 1
- HSFWRNGVRCDJHI-UHFFFAOYSA-N alpha-acetylene Natural products C#C HSFWRNGVRCDJHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 description 1
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 1
- 239000010405 anode material Substances 0.000 description 1
- 239000000010 aprotic solvent Substances 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003490 calendering Methods 0.000 description 1
- 239000003610 charcoal Substances 0.000 description 1
- 238000000641 cold extrusion Methods 0.000 description 1
- 238000005097 cold rolling Methods 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 231100000069 corrosive reaction Toxicity 0.000 description 1
- 230000007423 decrease 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
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 1
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 description 1
- 125000002534 ethynyl group Chemical group [H]C#C* 0.000 description 1
- 238000005562 fading Methods 0.000 description 1
- 150000002222 fluorine compounds Chemical class 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910021385 hard carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001192 hot extrusion Methods 0.000 description 1
- 238000007731 hot pressing Methods 0.000 description 1
- 238000005098 hot rolling Methods 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 description 1
- 230000002427 irreversible effect Effects 0.000 description 1
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 description 1
- 229940006487 lithium cation Drugs 0.000 description 1
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 229910052960 marcasite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 1
- 125000002734 organomagnesium group Chemical group 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 230000002085 persistent effect Effects 0.000 description 1
- ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N phenol group Chemical group C1(=CC=CC=C1)O ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 1
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 1
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 1
- 230000000135 prohibitive effect Effects 0.000 description 1
- RUOJZAUFBMNUDX-UHFFFAOYSA-N propylene carbonate Chemical compound CC1COC(=O)O1 RUOJZAUFBMNUDX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NIFIFKQPDTWWGU-UHFFFAOYSA-N pyrite Chemical compound [Fe+2].[S-][S-] NIFIFKQPDTWWGU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052683 pyrite Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 1
- 229910052711 selenium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- XJDNKRIXUMDJCW-UHFFFAOYSA-J titanium tetrachloride Chemical compound Cl[Ti](Cl)(Cl)Cl XJDNKRIXUMDJCW-UHFFFAOYSA-J 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 238000006478 transmetalation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000005641 tunneling Effects 0.000 description 1
- 229920001567 vinyl ester resin Polymers 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
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
- H01M4/13—Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M6/00—Primary cells; Manufacture thereof
- H01M6/30—Deferred-action cells
- H01M6/32—Deferred-action cells activated through external addition of electrolyte or of electrolyte components
- H01M6/34—Immersion cells, e.g. sea-water cells
-
- 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
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
- H01M10/056—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes
-
- 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
-
- 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
- H01M4/64—Carriers or collectors
- H01M4/66—Selection of materials
-
- 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
- H01M4/64—Carriers or collectors
- H01M4/66—Selection of materials
- H01M4/661—Metal or alloys, e.g. alloy coatings
-
- 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
- H01M4/64—Carriers or collectors
- H01M4/66—Selection of materials
- H01M4/663—Selection of materials containing carbon or carbonaceous materials as conductive part, e.g. graphite, carbon fibres
-
- 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
- H01M4/64—Carriers or collectors
- H01M4/66—Selection of materials
- H01M4/665—Composites
- H01M4/667—Composites in the form of layers, e.g. coatings
-
- 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)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Composite Materials (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
- Cell Electrode Carriers And Collectors (AREA)
Abstract
Se describe un montaje de electrodo de batería de magnesio, que incluye un colector de corriente que comprende un material carbonoso de una capa de electrodo que comprende un material activo de electrodo colocado en el colector de corriente.
Description
CELDA DE ION MAGNESIO RECARGABLE Y MONTAJE
Campo de la Invención
La presente materia se refiere a recolectores de corriente para el uso en baterías de magnesio.
Antecedentes de la Invención
Hay una demanda persistente de dispositivos capaces de almacenar más energía ( h/1 o Wh/kg) que las baterías de litio, recargables, de primera clase, de la actualidad. Uno buscado cada vez más después de querer cumplir con. esta demanda es utilizar iones divalentes de magnesio ( g2+) , en lugar del catión monovalente de litio (Li+) debido a que el magnesio permite que se transfiera casi dos veces de la carga, por peso o volumen, del Li+, permitiendo de este modo una alta densidad de energía. Adicionalmente, la abundancia de metal de Mg y los compuestos fácilmente disponibles que contienen Mg permitirá una reducción significativa de costos con relación a las baterías de iones de litio. La habilitación de una batería de Mg, recargable, práctica con un ánodo de metal de Mg requiere electrolitos de compuestos de órgano-Mg básicos de Lewis fuertes (es decir, Grignard) , que frecuentemente se vuelven complejos con un ácido de Lewis fuerte (por ejemplo, AICI3) , sin embargo, el uso de estos electrolitos requiere que los componentes de la batería se compongan de materiales
que puedan resistir reacciones corrosivas. Uno componente clave de la batería es el colector de corriente del electrodo, que ofrece soporte estructural al material activo del electrodo, y conduce eléctricamente para completar el circuito que almacena y distribuye energía a un dispositivo. A la fecha, se han usado metales nobles inertes tal como platino (Pt) para demostrar reacciones electroquímicas entre electrolitos de Mg y materiales activos tal como MoeSg. Sin embargo, el logro comercial de celdas de baterías recargables de Mg requiere colectores de corriente fácilmente disponibles y efectivos en el costo.
Breve Descripción de la Invención
En la presente se describen colectores de corriente para baterías de magnesio comprendidas de material carbonoso. Como se usa en la presente, material carbonoso se refiere a materiales que contienen carbono en totalidad y en parte, que proporcionan un soporte electrónicamente conductor que es químicamente y electroquímicamente inerte de la reacción con otros componentes de la celda, para materiales activos de baterías de magnesio. Los ejemplos no limitantes de materiales carbonosos incluyen, grafito, fibra de carbono, carbono vitreo, carbono amorfo y carbono pirolítico. En algunas modalidades, el colector de corriente en totalidad comprende carbono. En otras modalidades, el colector de corriente comprende en parte carbono. Los
ejemplos no limitantes del colector de corriente que comprende carbono en parte incluyen metal revestido con carbono tal como el producto laminado reforzado con metal GrafTech Grafoil grados TG-251, GHJ, GHE, GHR, GHH, y Showa Denko SDX. En algunas modalidades, el colector de corriente que comprende carbono incluye factores de forma, que incluyen pero no se limitan a lámina, película, hoja, tubos, microhoja, revestimiento o producto laminado en la hoja metálica, placa, y varilla. El colector de corriente que contiene carbono es inerte a los electrolitos de Mg y da por resultado estabilidad anódica en comparación a la batería de magnesio que usa metales nobles tal como Pt como el colector de corriente. El colector de corriente que contiene carbono, descrito en la presente, permite la fabricación efectiva en el costo de baterías de magnesio.
Esta invención permite incrementos significativos en la voltaje útil de una celda de iones de magnesio (Mg) al emplear colectores de corriente, carbonosos para soportar el material de electrodo inhibiendo de este modo las reacciones de corrosión comunes a muchos metales y aleaciones sumergidas en soluciones de electrolitos de iones de Mg, lo que limita el voltaje y la capacidad de la celda.
En algunas modalidades específicas, se describe una celda práctica de iones de Mg con un voltaje de más de 1-1.25 V, en la cual el electrolito comprende compuestos de
organo-Mg, reactivos de Grignard, tal como cloruro de fenil-magnesio, o soluciones complejas preparadas por la adición de un ácido de Lewis tal como AICI3. Los ejemplos no limitantes de este electrolito incluyen soluciones de cloruro de fenil-magnesio : cloruro de aluminio en tetra-hidrofurano (APC) . Una fórmula que generaliza la mezcla de especies que resulta de la transmetalización en soluciones etéreas entre Grignard y AICI3 se puede representar como (MgX) +- (RyAlX«¡-y) " en la cual R se selecciona de un grupo que comprende ligandos de alquilo tal como ligandos de metilo, etilo, butilo, o arilo tal como fenilo o derivados de esto; X es un haluro F, Cl, Br, I; y es mayor que 0 y menor que 3. Se ha mostrado que estas soluciones presentan una ventana de estabilidad electroquímica de hasta aproximadamente 3 V vs . electrodos de Mg en platino (Pt) noble, sin embargo, la ventana de estabilidad es considerablemente menor, dependiendo del material del colector de corriente. Por ejemplo, aluminio (Al) y acero inoxidable (SS) presentan ventanas de estabilidad de solo entre 1 a 2 V vs . Mg debido a que estos materiales experimentan una reacción de corrosión por encima de ese potencial. Por lo tanto, los materiales comunes, baratos, tal como Al y SS no pueden servir como el colector de corriente que permita celdas recargables de iones de Mg de 3 V, en tanto que los colectores de corriente de Pt son demasiado costosos para
usar en celdas de iones Mg comercialmente viables. En algunas modalidades, se usan colectores de corriente carbonosos, por ejemplo, productos compuestos de fibra de carbono, para circunscribir este problema y se da por resultado una estabilidad del colector de corriente contra reacciones de corrosión oxidativa iguales a metales nobles tal como Pt. Los materiales carbonosos pueden actuar como colectores inertes de corriente para ya sea el electrodo positivo y negativo, o ambos permitiendo una celda práctica de iones de Mg. Como se describe en la presente, se usan materiales carbonosos como colectores de corriente de electrodo positivo y/o negativo, incluyendo películas, varillas, y tubos de fibra de carbono que se preparan al jalar o enrollar fibras continuas de carbono y resina epoxi (por ejemplo, base de vinil-éster) para formar el diámetro/ sección transversal deseada y para formar un producto compuesto de carbono densamente reforzado. Los colectores de corriente, útiles, similares también pueden incluir materiales de carbono grafitico, vitreo, pirolítico, u hojas metálicas revestidas con estos carbonos.
Como se usa en la presente, cátodo y electrodo positivo se usan de manera indistintamente. Como se usa en la presente, ánodo y electrodo negativo se usan de manera indistinta .
Como se usa en la presente, estabilidad anódica se
refiere al voltaje de la celda vs . Mg/Mg2+ cuando la respuesta de corriente oxidativa excede 100 µ?/cm2 que muestra que los iones de Mg no están presentes por más tiempo en la superficie del electrodo de trabajo, indicando de este modo la corrosión del electrodo de trabajo por el electrolito y/o descomposición del electrolito.
En un aspecto, se describe un montaje de electrodo de batería de magnesio, que incluye un colector de corriente que comprende un material carbonoso y una capa de electrodo que incluye un material activo de electrodo colocado en el colector de corriente.
En cualquiera de las modalidades precedentes, el material carbonoso se selecciona del grupo que consiste de carbono grafitico, fibra de carbono, carbono vitreo, carbono pirolítico, carbono amorfo, o una combinación de los estos.
En cualquiera de las modalidades precedentes, el montaje de electrodo de batería de magnesio incluye además, un factor de forma, donde el factor de forma es uno o más factores de forma seleccionados del grupo que consiste de lámina, película, hoja, varilla, tubo, placa, tela tejida y no tejida, textil, cinta, microhoja, revestimiento, producto laminado, y combinaciones de estos.
En cualquiera de las modalidades precedentes, el electrodo es un electrodo positivo.
En cualquiera de las modalidades precedentes, el
electrodo es un electrodo negativo.
En cualquiera de las modalidades precedentes, donde el colector de corriente se hace del material carbonoso .
En cualquiera de las modalidades precedentes, el colector de corriente es un colector de corriente, compuesto, que incluye el material carbonoso y un segundo material .
En cualquiera de las modalidades precedentes, el segundo material es un metal y el colector de corriente incluye el metal revestido con el material carbonoso.
En cualquiera de las modalidades precedentes, el electrodo es un electrodo positivo.
En cualquiera de las modalidades precedentes, el electrodo es un electrodo negativo.
En cualquiera de las modalidades precedentes, el metal es uno o más metales seleccionados del grupo que consiste de Al, Cu, Ti, Ni, acero inoxidable, y aleaciones de los mismos.
En cualquiera de las modalidades precedentes, el material activo del electrodo positivo es uno o más materiales seleccionados del grupo que consiste de Chevrel fase Mo6S8, Mn02, CuS, Cu2S, Ag2S, CrS2, y VOP04; compuestos estratificados TiS2, V205, MgV03, MoS2, MgV205 y Mo03; compuestos estructurados de Spinel CuCr2S4, MgCr2S,a,
MgMn2C>4, y Mg2MnC>4; compuestos estructurados de Nasicon MgFe2 ( P04 ) 3 y MgV2 ( P04 ) 3; compuestos estructurados de Olivina compuestos estructurados de MgMnSi04 y gFe2 ( 04 ) 2 ; compuestos esctructurado d Tavorita Mg0.5 VPO4F; pirofosfatos TiP207 y VP207; FeF3, y combinaciones de estos.
En cualquiera de las modalidades precedentes, la capa de electrodo positivo incluye además un aditivo electrónicamente conductor.
En cualquiera de las modalidades precedentes, la capa de electrodo positivo incluye adicionalmente un aglutinante polimérico.
Una batería de magnesio que incluye el montaje del electrodo de batería de magnesio de cualquiera de las modalidades precedentes, un electrodo negativo y un electrolito.
En cualquiera de las modalidades precedentes, el electrolito incluye: compuestos de órgano-magnesio de base de Lewis RMgX, en donde R se selecciona de un grupo que consiste de ligandos de alquilo tal como metilo, etilo, butilo, o arilo, bencilo, amido, naftal, fenilo, alquenilo, alquinilo, o derivados de estos;, y X es un haluro F, Cl, Br, I; un compuesto de ácido de Lewis tal como A1C13, FCI3, AlCl2Et, FeCl2, FeCl3, TÍCI4, y un solvente.
En cualquiera de las modalidades precedentes, el solvente es uno o más solventes seleccionados del grupo que
consiste de éter, poliéteres, tetrahidrofurano, 2-metil-tetrahidrofurano, dimetoxietano, glima, monoglima, dimetil-glicol, etilenglicol, dimetil-éter, dietil-éter, etil-glima, diglima, proglima, etil-diglima, triglima, butil-diglima, tetraglima, poliglima, higlima y combinaciones de estos.
En cualquiera de las modalidades precedentes, el electrolito incluye adicionalmente una sal adicional.
En cualguiera de las modalidades precedentes, la sal adicional es una o más sales seleccionadas del grupo que consiste de MgCl2, Mg(C104)2, Mg(BF4)2, Mg(AsF6)2, Mg(PF6)2, Mg(CF3S03)2, Mg[N(CF3S02)2]2, Mg [C ( S02CF3) 3] 2, LiCl, LiC104, LiBF4, LiAsF6, LiPF6, Li(CF3S03), LiN (CF3S02 ) 2 / LiC (S02CF3) 3, NaCl, NaC104, NaBF4, NaAsF6, NaPF6, Na(CF3S03), NaN (CF3S02) 2, NaC (S02CF3) 3, y combinaciones de los mismos.
Una batería de magnesio que comprende el montaje de electrodo de batería de magnesio de cualquiera de las modalidades precedentes, un electrodo negativo, y un electrolito .
Breve Descripción de las Figuras
La Figura 1 demuestra la descarga y carga de corriente constante de dos celdas: una celda que contiene una fase Chevrel, o6S8, cátodo revestido en el colector de corriente de Al (línea negra sólida), y la segunda celda que contiene solo el colector de corriente de Al (línea negra punteada) .
La Figura 2 muestra el voltamograma cíclico de una celda que emplea un electrodo de trabajo de platino, metal de magnesio como el contraelectrodo y el electrodo de referencia sumergidos en el electrolito APC 0.25 M (2 Ph gCl : 1 A1C13) .
La Figura 3 ilustra la estabilidad anódica tabulada de colectores de corriente a base de carbono, incluyendo ejemplos de láminas de carbono vitreo, y grafito o fibra de carbono que demuestran todas estabilidad anódica en electrolitos de órgano-Mg (por ejemplo, APC) mayores que otros materiales fácilmente disponibles, tal como Ni, Ti, Al, y SS, e igual a colectores de corriente de metales nobles, tal como Pt y Au.
La Figura 4A ilustra un montaje de electrodo positivo de una batería de magnesio que incluye un colector de corriente que contiene carbono; la Figura 4B ilustra un montaje de electrodo negativo de una batería de magnesio que incluye un colector de corriente que contiene carbono.
La Figura 5 ilustra una batería de magnesio que incluye un colector de corriente de electrodo positivo que contiene carbono y un colector de corriente de electrodo negativo que contiene carbono.
La Figura 6 es un voltamograma obtenido con una celda que emplea fibra de carbono como el colector de corriente del electrodo de trabajo, y metal de magnesio
tanto como el contraelectrodo como el electrodo de referencia sumergidos en APC 0.25 M (2 PhMgCl : 1 A1C13) .
La Figura 7 es un ejemplo de una celda que contiene el cátodo activo de Mo6S8 en un colector de corriente de fibra de carbono que demuestra la estabilidad del colector de corriente contra la corrosión cuando se emplea en una celda práctica durante 9.5 ciclos de descarga y carga.
Descripción Detallada de la Invención
En la presente se describen colectores de corriente que incluyen material carbonoso para baterías de magnesio .
El aluminio (Al) es un material comúnmente usado para el colector de corriente de cátodo en las baterías de iones de litio de la actualidad, en tanto que el cobre (Cu) es un colector de corriente de ánodo comúnmente usado. Es bien establecido por el trabajo de Kanamura [J. Power Sources, Volúmenes 81-82, páginas 123-129, 1999] y Morita et al. [Electrochimica Acta, Volumen 47, páginas 2787-2793, 2002] que durante los primeros varios ciclos de carga y descarga de una batería de iones de litio hay una descomposición de electrolito en cantidad significativa que se presenta debido a las llamas reacciones "parásitas", que estabilizan la superficie del colector de corriente para la ciclización a largo plazo. Los productos de descomposición
vuelven pasivos a los colectores de corriente y a los materiales de electrodo con películas protectoras compuestas de especies inertes para impedir el efecto túnel de electrones (por ejemplo, reacción adicional) en tanto que se permite la migración de iones de litio (por ejemplo, inserción/remoción de Li a partir de LÍC0O2) . Por ejemplo las reacciones parásitas que dan por resultado la descomposición de los componentes del electrolito (por ejemplo, la sal común LiPFe) en el colector de corriente de Al producen especies tal como AIF3 durante la descomposición de aniones fluorados tal como PF6". Esta formación de película es crítica, debido a que inhibe la descomposición adicional del electrolito, y la corrosión del colector de corriente de Al cuando se carga la celda por arriba del potencial de disolución de Al.
En contraste a los iones de litio, las baterías recargables de Mg que utilizan sales apróticas tradicionales en solventes de carbonato parecidos a aquellos en las baterías de iones de litio (por ejemplo, Mg(PFg)2 o Mg(CiO,¡)2 en carbonato de propileno) no muestran reacciones electroquímicas reversibles debido a las películas protectoras que predominantemente inhiben la migración de Mg al material activo, tal como un ánodo de metal de Mg . En cambio, el desarrollo de baterías recargables de Mg ha requerido el desarrollo de electrolitos que inhiban la
formación de cualquier película estable. Como resultado, las baterías de magnesio de prototipo usan ánodo de metal de Mg, un electrolito compuesto de un complejo de órgano-magnesio (órgano-Mg o Grignard) en un solvente orgánico, y el MgyMg6Te (donde 0 < x < l y T = S o Se), por ejemplo, cátodo de fase "Chevrel" han probado ser capaz de distribuir capacidad de cátodo casi teórica a una proporción de C/8 con menos de 15% de desvanecimiento de capacidad a 100% de profundidad de descarga durante más de 2000 ciclos (Aurbach et al., Nature, Volumen 407, páginas 724-727, 2000; Mizrahi et al., J. Electrochem. Soc. Volumen 155, páginas A103-A109, 2008). Estos resultados anteriores muestran claramente que no hay limitación intrínseca que impida que las baterías de metal de Mg sobrepasen la densidad energética de las químicas de las baterías contemporáneas, tal como iones de litio, en tanto que se evite la presencia de películas pasivizadoras estables .
Los reactivos de Grignard depositan electroquímicamente magnesio de una manera reversible, lo que permite que el metal de magnesio se use como un material anódico o de electrodo negativo. Estos compuestos inhiben la formación de la película pasivizadora estable en la superficie lo que impide la migración de todos los iones polivalentes incluyendo Mg2+. Adicionalmente, la carencia de la película pasivizadora estable permite que el magnesio se
deposite en el ánodo de una manera reversible que no acomoda fácilmente la formación de dendritas. Además, el magnesio se deposita con una alta eficiencia Coulómbica, puesto que las reacciones parásitas no se acontecen para consumir la solución de electrolito. Este comportamiento es encontraste a lo que se observa por largo tiempo cuando se deposita Li+ de soluciones apróticas polares sobre ánodos de metal de Li. Sin embargo, la estabilidad anódica limitada de los reactivos de Grignard solos (únicamente ~1 V) impide el apareamiento de ánodos de magnesio con un cátodo lo que permite un voltaje razonable de celda.
La primera generación de baterías de magnesio utilizan mezclas de electrolitos de un compuesto de órgano-magnesio básico de Lewis (es decir, Grignard) con un ácido de Lewis fuerte tal como A1C13, que da por resultado una ventana de estabilidad de electrolito útil con aproximadamente 100% de reversibilidad del depósito de magnesio. A través de la utilización de la transmetalación entre la base de Lewis y el ácido de Lewis, y el control apropiado de la relación ácido/base de Lewis y molaridad final de este complejo en solución, los electrolitos de baterías de magnesio de primera generación fueron estables a ~2 a 2,2 V vs . Mg/Mg2 como se demuestra en la patente de Estados Unidos No. 6,316,141 y la patente de los Estados Unidos No. 6,713,212. Ganancias recientes en la estabilidad
anódica a ~3 V vs . Mg/Mg2 (cercana a aquella de los solventes etéreos) se han logrado por Mizrahi et al. (J. Electrochem. Soc, Volumen 155, páginas A103-A109, 2008). Por lo tanto, con el desarrollo de electrolitos de magnesio con estabilidad anódica de hasta aproximadamente 3 V vs . Mg, y la capacidad de ciclización probada de los ánodos de metal de Mg, se pueden usar materiales electroactivos de cátodo de alta densidad energética, similar a la fase Chevrel MoeSe, para crear baterías recargables de Mg con muy alta densidad de energía y energía específica.
La inserción electroquímica reversible de Mg en materiales activos, tal como fase Chevrel se ha logrado principalmente en celdas usando un colector de corriente que consiste de un metal noble inerte tal como Pt . Esta necesidad hace a la producción de baterías de Mg comercialmente prácticas, prohibitivas en el costo debido al alto costo de Pt y otros metales nobles.
La Figura 1 ilustra el comportamiento de descarga y carga de corriente constante de dos celdas: una celda que contiene una fase Chevrel, M06S8, cátodo revestido en el colector de corriente de Al (línea negra, sólida) , y la segunda celda que contiene solo el colector de corriente de Al (línea negra punteada). Ambas celdas mostradas aquí utilizan un ánodo de metal de Mg, y electrolito "APC" 0.25 M (2 PhMgCl:! AICI3) . Inicialmente, la inserción de Mg en ??6=8
toma lugar del voltaje de circuito abierto inicial (OCV) de la celda, ~0.8 V, hasta completar a 0.25 V vs . Mg. Este proceso corresponde a aproximadamente una capacidad de 0.8 mAh que se pasa a través de la celda. La carga subsiguiente de la celda se presenta con un incremento del voltaje a ~0.9 V vs . Mg, punto en el cual el voltaje de la celda permanece constante bien más allá de la capacidad máxima reversible esperada (0.8 mAh), y no prosigue el corte de carga de 2 V vs . Mg. Aquí, el colector de corriente de Al domina la respuesta de corriente de la capacidad de distribución de celda que continuará de manera indefinida (~6.5 veces aquella de la capacidad de descarga en esta figura) . Este comportamiento es indicativo de un proceso de corrosión, en lugar de la des-inserción electroquímica de Mg a partir del cátodo de Mo6Sg; específicamente este evento de corrosión se relaciona a una interacción entre un electrolito de órgano-Mg "APC" y el colector de corriente Al. Esta interacción se resalta en la segunda celda (línea negra, punteada) por lo que solo la descarga y carga de corriente constante de una celda que contiene sólo la corriente de Al. En este ejemplo, la celda se polariza rápidamente al final del paso de descarga debido a que no hay una especie electroactivo tal como M06S8 en la cual se puede insertar Mg. Posteriormente, la celda intenta la carga, produciendo capacidad de manera indefinida a ~0.9 V vs . Mg debido a la corrosión parásita
del colector de corriente de Al y/o el consumo de electrolito .
Es claro de los ejemplos anteriores que no se puede emplear Al como un colector de corriente práctico para baterías recargables de Mg que hagan uso de ánodos de metal de Mg, electrolitos de órgano-Mg en base de reactivos de Grignard, o complejos de estos con ácidos de Lewis, y exhiban más de ~1 V. De esta manera, se estudian las interacciones de estos electrolitos con Pt y una variedad de materiales al emplear técnicas electroanalíticas tal como voltametría cíclica. La figura 2 muestra un voltamograma típico para una celda que emplea un electrodo de trabajo de platino, metal de magnesio como el contraelectrodo y el electrodo de referencia, todo sumergido en el electrolito APC 0.25 M (2 PhMgCl.l A1C13) . La exploración de voltaje (línea sólida), tomada a 25 mV/s, barre desde el OCV a la dirección negativa hasta -1 V vs . Mg/Mg2+. Esto demuestra el depósito de Mg de la solución como respuesta de corriente que forma un pico reductivo, y se observa por abajo de aproximadamente -0.3 V vs . Mg/Mg2+. Subsiguientemente, la exploración se mueve en la dirección positiva, demostrando primero el desprendimiento de Mg (de ese Mg que se electrodepositó) de la superficie del electrodo de Pt. Este evento se caracteriza por el pico oxidativo con corriente máxima corriente a +1 V vs . Mg/Mg2+ en la Figura 2.
Posteriormente, la exploración continúa en la dirección positiva a +4 V vs . Mg/Mg2+. Durante este segmento de la reacción, la respuesta de corriente retorna inicialmente a los niveles de fondo (es decir, < 100 µ?/cm2) hasta que se presenta un incremento significativo de corriente cuando el voltaje llega a ser mayor de 2.90 V vs . Mg/Mg2+. Esta característica es indicativa de la corrosión del electrodo de trabajo por el electrolito y/o de la descomposición del electrolito. La Figura 2 contiene un voltamograma adicional (linea punteada) obtenido dentro de límites pequeños de voltaje, de OCV a -0.5 V a 3 V vs . g/Mg2+. Este experimento representa los límites dentro de los cuales se presentan sólo chapeado y desprendimiento de Mg (es decir, no se observa corrosión oxidativa y/o descomposición a 3 V vs . Mg/Mg2+) . Esta figura muestra que la aplicación de un voltaje mayor de 2.90 V vs . Mg/ g2+ dará por resultado una corriente asociada con la corrosión de Pt y/o la descomposición de la solución APC en la superficie de Pt . Se observará una respuesta análoga cuando se cargue una batería de Mg que contiene un colector de corriente de Pt a voltajes mayores de 2.90 V vs . Mg/Mg2+. La estabilidad anódica, definida aquí como una respuesta de corriente de > 100 µ?/cm2, de varios materiales incluyendo titanio (Ti) y níquel (Ni) se incluye con Pt y oro (Au) en la tabla de la Figura 3. Estos experimentos demuestran que los metales no nobles exhiben en
general estabilidad anódica significativamente menor que los metales nobles en electrolitos de órgano-Mg. Específicamente, Ni se corroe por arriba de 2.01 V vs . Mg/Mg2+ en tanto que Ti se corroe por arriba de 2.58 V vs. Mg/Mg2+, ambos que son voltajes menores que la estabilidad anódica de Au (2.61 V vs . Mg/Mg2+) y Pt a 2.90 V vs. Mg/Mg2+. La estabilidad anódica de Ti y Ni es considerablemente mayor que aquella de Al y acero inoxidable, indicando de esta manera que puede ser posible usar estos materiales como colectores de corriente para un cátodo de bajo voltaje tal como M06Ss (como se muestra para Ni en la solicitud de patente de los Estados Unidos No. 11/899,319), pero que probablemente hace difícil utilizar las reacciones electroquímicas de materiales de inserción en el intervalo de 2-3 V vs . Mg del APC y otros electrolitos de órgano-Mg de alto voltaje.
Los colectores de corriente a base de carbono, como se describe en la presente se usan como una alternativa de bajo costo con estabilidad anódica equivalente a los colectores de corriente de metales nobles, tal como Pt . En la presente se describe una variedad de materiales a base de carbono y revestidos con carbono para el uso como un material de colector de corriente para baterías de Mg.
En la Figura 4A se muestra un montaje 14 de colector de corriente - electrodo positivo de batería de Mg.
El colector de corriente positiva 10 incluye, en totalidad o en parte, un material carbonoso y una capa de electrodo positivo se está en comunicación eléctrica con el colector de corriente.
En la Figura 4B se muestra un montaje 20 de colector de corriente-electrodo negativo de batería de Mg. El colector de corriente negativa 16 incluye, en totalidad o en parte, un material carbonoso y una capa de electrodo positivo 18 está en comunicación eléctrica con el colector de corriente.
Por "carbonoso" o "con que contiene carbono", se quiere decir un material que tiene abundancia de carbono. Los ejemplos no limitantes de materiales carbonosos para el colector de corriente de electrodo negativo o positivo incluye, grafito, fibra de carbono, carbono vitreo, negro de carbón, negro de acetileno, y carbono pirolitico. Los ejemplos no limitantes de estos materiales carbonosos incluyen producto laminado de fibra de carbono de Graphtek, papel de fibra de carbono Unizero de Graphtek, telas de grafito y carbono de McMaster Carr, tela Kynol 507-10, y 507-15, y 507-20, fieltro Kynol 211-10, fibra Kynol ACF-1603-10, y ACF-1603-15, y ACF-1603-20, y ACF-1603-25, hoja de grafito de Alfa Aesar, producto laminado de fibra de carbono y varilla de Graphitestore.com, cintas de grafito conductor de un lado y doble lado de Electron Microscopy
Sciences, y CS Hyde Co., y Ted Pella Inc., láminas de carbono cohesivas de Electron Microscopy Sciences, carbono vitreo de Alfa Aesar, GraphTech Grafcell Grado GDB, grados de capa individual Graphtech Grafoil, CTC, Super GTO, GTA, GTB, GTJ, GTX, TG-411, grados no reforzados con metal de GraphTech Grafoil GHC, GHP, GHW, Grafkote, GHN y otros grados de Graphtek Grafoil GHH, TG-251, GHE, GHR, GHL, GTH, TG-679. En algunas modalidades, el colector de corriente en totalidad contiene material carbonoso, es decir, el colector de corriente se hace del material carbonoso. Los métodos adecuados para preparar colectores de corriente de materiales carbonosos incluyen partículas comprimidas de grafito sintético y natural, químicamente o mecánicamente exfoliado o expandido y mezclas de esto, tal como negro de carbón, Super P, Super C65, negro Ensaco, negro Ketjen, negro de acetileno, grafito sintético, tal como Timrex SFG-6, Timrex SFG -15, Timrex SFG -44, Timrex KS -6, Timrex KS-15, Timrex KS -44, grafito de hojuela natural, nanotubos de carbono, fullerenos, carbón duro, y microcuentas de mesocarbono en una lámina. En algunas modalidades, es preferible recocer térmicamente el material carbonoso antes y después de la compresión de los materiales carbonosos. En algunas modalidades, es preferible comprimir los materiales carbonosos con aglutinantes poliméricos que incluyen polipropileno, poli-éster, fluoruro de polivinilideno
(PVDF), poli ( fluoruro de vinilideno-co-hexafluoropropeno) (PVDF-HFP), politetrafluoroetileno ( PTFE ) , Kynar Flex 2801, Kynar Powerflex LBG, y Kynar HSV 900, teflón. En algunas modalidades, se prefiere vaciar una capa de adhesivo de base fenólica, delgada, micrónica, pequeña sobre el material carbonoso, y en otras modalidades se prefiere la unión térmica de la capa carbonosa con una inserción polimérica de los aglutinantes mencionados anteriormente, o una inserción de fibra de vidrio. En otras modalidades, el colector de corriente contiene en parte el material carbonoso. En algunas modalidades, el colector de corriente es un colector de corriente compuesto que contiene un material carbonoso y un segundo material. En algunas modalidades, el segundo material es un metal. Los ejemplos no limitantes del colector de corriente que comprende en parte carbono incluyen un metal revestido con carbono, producto laminado reforzado con metal GrafTech Grafoil grados TG-251, GHJ, GHE, GHR, GHH, y Showa Denko SDX. El metal adecuado incluye, pero no se limita a, Al, Cu, Ti, Ni, acero inoxidable, en la forma de una lámina u hoja. Los materiales carbonosos adecuados para revestir el metal incluyen grafito natural y sintético, químicamente o mecánicamente exfoliado o expandido y mezclas de esto, tal como negro de carbón, Super P, Super C65, negro de Ensaco, negro de Ketjen, negro de acetileno, grafito sintético, tal como Timrex SFG-6, Timrex
SFG-15, Timrex SFG-44, Timrex KS-6, Timrex KS-15, Timrex KS-44, grafito de hojuela natural, nanotubos de carbono, fullerenos, carbono duro, y microcuentas de mesocarbono en una lámina. El material carbonoso se puede depositar en el metal usando cualquier método conocido en la técnica, que incluye, pero se no limita a, rociado de aerosol, revestimiento de una suspensión de medio acuoso u orgánico, revestimiento de un precursor de hidrocarburo que se descompone subsiguientemente, aplicación con un adhesivo, prensado en frío o caliente, laminado en frío o caliente, extrusión en frío o en caliente con metal, calandrado en frió o caliente sobre el metal. Cada uno de estos métodos se puede realizar en atmósfera ambiente, inerte, o vacio. Estos métodos pueden hacer uso de revestimiento repetido seguido por recocido térmico a fin de dar lugar a descomposición a carbono, remoción de humedad y oxigeno, y/o para crear una unión intima del carbono de metal con o sin una capa intermedia de formación de carburo metálico. En algunas modalidades, puede ser necesario un pretratamiento de la superficie metálica por rugosidad química o mecánica puede ser necesario o deseable a fin dar lugar a adhesión completa del material carbonoso. En algunas modalidades, el colector de corriente que comprende carbono incluye factores de forma, incluyendo pero no limitado a, lámina, película, hoja, varilla, tubo, placa, tela tejida, textil, cinta,
microhoja, revestimiento o producto laminado en lámina metálica, película, hoja, varilla, tubo, placa, cinta o microhoja .
En algunas modalidades, el colector de corriente que contiene carbono tiene un espesor de entre aproximadamente 5 y aproximadamente 200 µ?t?. En algunas modalidades específicas, el colector de corriente que contiene el material carbonoso en totalidad o en parte, tiene un espesor entre aproximadamente 5 y aproximadamente 200 pm, entre aproximadamente 10 y aproximadamente 150 µp?, entre aproximadamente 15 y aproximadamente 100 µp?, entre aproximadamente 20 y aproximadamente 80 µ??, entre aproximadamente 30 y aproximadamente 50 µp?, entre aproximadamente 40 y aproximadamente 50 µp?, entre aproximadamente 100 y aproximadamente 200 µ??, entre aproximadamente 120 y aproximadamente 16 ¡0 µp? o entre aproximadamente 130 y aproximadamente 150 µp?. ?? algunas modalidades específicas, el colector de corriente contiene el material carbonoso en parte y contiene un segundo material. En otras modalidades, el colector de corriente contiene un metal revestido por un material carbonoso. En algunas modalidades específicas, el revestimiento de carbono tiene un espesor de entre aproximadamente 5 y aproximadamente 180 µ??, entre aproximadamente 10 y aproximadamente 150 µ??, entre aproximadamente 15 y
aproximadamente 100 µp?, entre aproximadamente 20 y aproximadamente 80 um, entre aproximadamente 30 y aproximadamente 50 µp?, entre aproximadamente 40 y aproximadamente 50 µp?, entre aproximadamente 100 y aproximadamente 200 µp?, entre aproximadamente 120 y aproximadamente 180 µp?, o entre aproximadamente 130 y proximadamente 150 µ?t?. En otras modalidades especificas, metal es una capa de metal con un espesor de entre aproximadamente 5 y aproximadamente 180 µp?, entre aproximadamente 10 y aproximadamente 150 µ??, entre aproximadamente 15 y aproximadamente 100 pm, entre aproximadamente 20 y aproximadamente 80 µp?, entre aproximadamente 30 y aproximadamente 50 µ??, entre aproximadamente 40 y aproximadamente 50 µp?, entre aproximadamente 100 y aproximadamente 200 µp?, entre aproximadamente 120 y aproximadamente 180 µp?, o entre aproximadamente 130 y aproximadamente 150 µp?.
La capa de electrodo positivo puede incluir un material activo de electrodo positivo. Los ejemplos no limitantes del material activo de electrodo positivo para la batería Mg incluyen fase Chevrel oeSe, Mn02 CuS, Cu2S, Ag2S, CRS2, V0P04, compuestos de estructura escalonada, tal como TÍS2, V205, MgV03, M0S2, MgV205, M0O3, compuestos estructurados Spinel tal como CuCr2S4, MgCr2S4, MgMn204, Mg2Mn04, compuestos estructurados Nasicon tal como MgFe2 (PC>4)3 y MgV2(PC>4)
compuestos estructurados Olivine tal como MgMnSi04 y MgFe2(P04)2í compuestos estructurados Tavorite tal como Mgo.5 P04F, pirofosfatos tal como TiP207 y VP207, y fluoruros tal como FeF3. En algunas modalidades, la capa de electrodo positivo incluye adicionalmente un aditivo electrónicamente conductor. Los ejemplos no limitantes de aditivos electrónicamente conductores incluyen negro de carbón, Súper P, Súper C65, negro de Ensaco, negro de Ketjen, negro de acetileno, grafito sintético, tal como Timrex SFG-6, Timrex SFG-15, Timrex SFG-44, Timrex KS-6, Timrex KS-15, Timrex KS-44, grafito de hojuela natural, nanotubos de carbono, fullerenos, carbón duro, y microcuentas de mesocarbono. En algunas modalidades, la capa de electrodo positivo comprende además un aglutinante polimérico. Los ejemplos no limitantes de aglutinantes poliméricos incluyen fluoruro de polivinilideno (PVDF), poli ( fluoruro de vinilideno-co-hexafluoropropeno) (PVDF-HFP) , politetrafluoroetileno
(PTFE), Kynar Flex 2801, Kynar Powerflex LBG, y Kynar HSV 900, y teflón.
La capa de electrodo negativo puede incluir un material activo de electrodo negativo. Los ejemplos no limitantes de material activo de electrodo negativo para la batería de Mg incluyen Mg, aleaciones comunes de g tal como AZ31, AZ61, AZ63, AZ80, AZ81, AZ91, AM50, AM60, Elektron 675, ZK51, ZK60, ZK61, ZC63, MIA, ZC71, Elektron 21,
Elektron 675, Elektron, Magnox y materiales de inserción tal como Anatasa Ti02, Ti02 rutilo, Mo6S8, FeS2, TiS2, MoS2 - En algunas modalidades, la capa de electrodo negativo incluye adicionalmente un aditivo electrónicamente conductor. Los ejemplos no limitantes de aditivos electrónicamente conductores incluyen negro de carbón, Súper P, Súper C65, negro de Ensaco, negro de Ketjen, negro de acetileno, grafito sintético, tal como Timrex SFG-6, Timrex SFG-15, Timrex SFG-44, Timrex KS-6, Timrex KS-15, Timrex KS-44, grafito de hojuela natural, nanotubos de carbono, fullerenos, carbón duro, y microcuentas de mesocarbono. En algunas modalidades, la capa de electrodo negativo incluye adicionalmente un aglutinante polimérico. Los ejemplos no limitantes de aglutinantes poliméricos incluyen fluoruro de poli-vinilideno (PVDF) , poli ( fluoruro de vinilideno-co-hexafluoropropeno) (PVDF-HFP) , politetrafluoroetileno
(PTFE), Kynar Flex 2801, Kynar Po erflex LBG, y Kynar HSV 900, y teflón.
En algunas modalidades, la batería de Mg descrita en la presente incluye un colector de corriente de electrodo positivo que comprende material carbonoso. En algunas modalidades, la batería Mg descrita en la presente incluye un colector de corriente de electrodo negativo que comprende material carbonoso. En algunas modalidades, la batería de Mg descrita en la presente incluye colectores de corriente de
electrodo positivo y negativo que comprende material carbonoso .
En algunas modalidades, la batería de Mg descrita en la presente es una batería de botón o moneda que consiste en una pila de discos de electrodo negativo, de separador poroso de polipropileno o fibra de vidrio, y de electrodo positivo en una base de bote sobre la cual se redobla una tapa de bote. En otras modalidades, la batería de Mg descrita en la presente es una batería de celda apilada. En otras modalidades, la batería de Mg descrita en la presente es una celda prismática, o de bolsa que consiste de una o más pilas de electrodo negativo, separador poroso de polipropileno o fibra de vidrio, y electrodo positivo intercalado entre colectores de corriente, en donde uno o ambos colectores de corriente comprenden materiales carbonosos. Las pilas se pliegan dentro de una bolsa de hoja de aluminio revestida con polímero, se secan al vacío y con calor, se rellenan con electrolito, y se sellan al vacío y con calor. En otras modalidades, la batería de Mg descrita en la presente es un bi-celda prismática o de bolsa que consiste de una o más pilas de un electrodo positivo que se reviste con material activo en ambos lados y se enrolla en un separador poroso de polipropileno o fibra de vidrio, y un electrodo negativo plegado alrededor del electrodo positivo en donde uno o ambos colectores de corriente comprenden
materiales carbonosos. Las pilas se pliegan dentro de una bolsa de hoja de aluminio revestida con polímero, se secan bajo calor y/o vacío, se rellenan con electrolito, y se sellan con vacío y calor. En algunas modalidades de las celdas prismáticas o de bolsa descritas en la presente, una lengüeta adicional compuesta de una hoja metálica o material carbonoso de la misma clase como los colectores de corriente descritos en la presente, se fija al colector de corriente por soldadura con láser o ultrasónica, adhesivo, o contacto mecánico, a fin de conectar los electrodos al dispositivo fuera del empaquetamiento. En otras modalidades, la batería de Mg descrita en la presente es una celda enrollada o cilindrica que consiste de capas enrolladas de uno o más pilas de un electrodo positivo que se reviste con material activo en uno o ambos lados, intercalado entre capas de separador poroso de polipropileno o fibra de vidrio, y un electrodo negativo en donde uno o ambos colectores de corriente comprenden materiales carbonosos. Las pilas se enrollan en un rollo cilindrico, se insertan en el bote, se secan bajo calor y/o vacío, se rellenan con electrolito, y se cierran al vacío y con soldadura. En algunas modalidades de las celdas cilindricas descritas en la presente, una lengüeta adicional compuesta de una hoja metálica o material carbonoso de la misma clase como los colectores de corriente descritos en la presente, se fija al colector de corriente
por soldadura láser o ultrasónica, adhesivo, o contacto mecánico, a fin de conectar los electrodos al dispositivo fuera del empaquetamiento.
Un ejemplo no limitante de una batería de Mg 32 como se describe en la presente se muestra en la Figura 5. La Batería de Mg 32 comprende un colector de corriente 28 del electrodo positivo que contiene carbono y una capa de electrodo positivo 26 depositada en el colector de corriente 28. Además, la batería de Mg 32 incluye un colector de corriente 22 de electrodo negativo que contiene carbono y una capa de electrodo positivo 24 depositada en el colector de corriente 22. Se coloca una capa de electrolito entre los electrodos positivo y negativo. Los ejemplos adecuados de electrolitos incluyen, pero no se limitan a, compuestos de órgano-magnesio de base de Lewis de RMgX en donde R se selecciona de un grupo que comprende ligandos de alquilo tal como metilo, etilo, butilo, o arilo, bencilo, amido, naftal, fenilo, alquenilo, alquinilo, o derivados de los mismos; X es un haluro F, Cl, Br, I. En algunas modalidades, el electrolito comprende adicionalmente un compuesto de ácido de Lewis para inducir la transmetalización. Los ejemplos no limitantes de compuestos de ácidos de Lewis incluyen AICI3, FCI3, AlCl2Et, FeCl2, FeCl3, TiCl4. En algunas modalidades, el electrolito comprende adicionalmente una sal. Los ejemplos no limitantes de las sales incluyen MgCl2, Mg(C104)2,
Mg(BF4)2, Mg(AsF6)2, Mg(PF6)2, Mg(CF3S03)2, Mg [N (CF3S02) 2] 2, Mg[C(S02CF3)3]2, LIC1, LiC104, LiBF4, LiAsF6, LiPF6, Li(CF3S03), LiN(CF3S02) 2, LiC ( S02CF3) 3, NaCl, NaC104, NaBF4, NaAsF6, NaPF6/ Na(CF3S03), NaN (CF3S02) 2, NaCl (S02CF3) 3. En algunas modalidades, el electrolito comprende adicionalmente uno o una combinación de solventes apróticos. Los ejemplos no limitantes de solventes incluyen éter, poliéteres, tetrahidrofurano, 2-metil-tetrahidrofurano, dimetoxietano, glima, monoglima, dimetil-glicol, etilen-glicol , dimetil-éter, dietil-éter, etil-glima, diglima, proglima, etil-diglima, triglima, butil-diglima, tetraglima, poliglima, y higlima. También se puede depositar un separador (no mostrado) entre los electrodos positivo y negativo.
Los materiales a base de carbono presentan frecuentemente grados variables de inercia química relacionada al desorden atómico en la superficie, o en el caso de compuestos de grafito, el porcentaje de planos básales a los sitios de borde presentes en la superficie. Una variedad de materiales a base de carbono exhiben estabilidad anódica equivalente a, o mejor que, metales nobles tal como Pt . Por ejemplo, como se muestra en la Figura 3, el carbón vitreo exhibe estabilidad anódica a 2.85 V vs . g/Mg2+ en solución de APC en tanto que las láminas de fibra de carbón y hoja de grafito (graphfoil) no interactúan perj udicialmente con el electrolito hasta potenciales > 2.99
V vs. Mg/Mg2+. Los colectores de corriente que contienen carbono como se describe en la presente permiten el depósito/retiro reversibles de Mg de la solución de APC, asi como una alta estabilidad anódica. La Figura 6 muestra este comportamiento característico como un voltamograma de una celda que emplea hoja de fibra de carbono como el electrodo de trabajo, y metal de magnesio como el contraelectrodo y el electrodo de referencia, todo sumergido en APC 0.25 M (2 PhMgCl:l A1C13) . La exploración de voltaje inicial prosigue desde OCV a -1 V vs . Mg/Mg2+ a 25 mV/s, presentando una respuesta de corriente provocada por el depósito de Mg de la solución de electrolito. De manera subsiguiente, el voltaje se barre en la dirección positiva, provocando una respuesta de corriente positiva debido al retiro o desprendimiento de Mg de la superficie del electrodo de carbono (presentado como un pico con corriente máxima a +0.9 V vs . Mg/Mg2+) . Posteriormente el barrido continúa en la dirección positiva a +4 V vs . Mg/Mg2+, y la respuesta de corriente disminuye a niveles de fondo (es decir, < 100 µ?/cm2) hasta que el voltaje llega a ser mayor que 2.99 V vs . Mg/Mg2+ indicando de esta manera la corrosión del electrodo de trabajo por el electrolito y/o descomposición del electrolito. La estabilidad anódico del electrolito se determina que es de 2.99 V vs . Mg (por arriba de este voltaje, la respuesta de corriente sobrepasa 100 µ?/cm2) . De esta manera, los
materiales a base de carbono, tal como la fibra de carbono, carbono vitreo y hojas de grafito, permitirán que la ventana completa de 3 V del electrolito se utilice por un material de cátodo de alta densidad de energía.
La Figura 7 muestra el perfil de voltaje de una celda que contiene un cátodo de ??6=8 revestido en un colector de corriente de fibra de carbono y que descargue hasta 0.25 V vs . Mg/ g2+ seguido por carga a 2 V vs . Mg/Mg2+. Esta ventana de voltaje da por resultado la capacidad reversible nominal de -80 mAh/g para o6S8, que no se habilitó por los colectores de corriente de metal de Al (ver Figura 1) frecuentemente usados en un sistema de Litio. Adicionalmente, la estabilidad del colector de corriente a base de carbono, por ejemplo, fibra de carbono, contra la corrosión se muestra en la Figura 7 puesto que se completan 10 ciclos de descarga y carga con poca capacidad irreversible observada. De esta manera, diferente de Al este colector de corriente permite una capacidad nominal completa de Mo6Ss. En consecuencia, la naturaleza inerte de los materiales a base de carbono, tal como fibra de vidrio, carbono vitreo, y hojas de grafito, así como la variedad de factores de forma, incluyendo pero no limitado a lámina, hoja, microhoja, revestimiento o producto laminado en la hoja metálica, placa, y varilla permitirá la fabricación efectiva en el costo de electrodos y celdas para baterías
recargables de Mg.
Aquellos expertos en la técnica apreciarán fácilmente que todos los parámetros y configuraciones descritos en la presente se proponen que sean de ejemplo y que los parámetros y configuraciones reales dependerán de la aplicación especifica para la cual se usan los sistemas y métodos de la presente invención. Aquellos expertos en la técnica reconocerán, o serán capaces de determinar usando no más que la experimentación de rutina, muchos equivalentes a las modalidades especificas de la invención descrita en la presente. Por lo tanto, se va a entender que las modalidades anteriores están presentes sólo a manera de ejemplo y que la invención se puede practicar de otro modo que la descrita específicamente. Por consiguiente, aquellos expertos en la técnica reconocerán que el uso de un dispositivo electroquímico en los ejemplos no se debe limitar como tal. La presente invención se refiere a cada característica, sistema, o método individual descrito en la presente. Además, cualquier combinación de dos o más de estas características, sistemas o métodos, y si estas características, sistemas o métodos no son mutuamente inconsistentes, se incluye dentro del alcance de la presente invención .
Claims (14)
1. Un montaje de electrodo de batería recargable de magnesio, caracterizado porque comprende: un colector de corriente que comprende un metal revestido con un material carbonoso; una capa de electrodo que comprende un material electroactivo capaz de inserción electroquímica reversible de magnesio depositado en el colector de corriente; y un electrolito de iones de magnesio que comprende un solvente no acuoso y una sal que contiene haluro, en donde el material carbonoso se selecciona para inhibir una reacción de corrosión entre el metal y el electrolito de iones de magnesio.
2. El montaje de electrodo de batería de magnesio de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el material carbonoso se selecciona del grupo que consiste de carbono grafitico, fibra de carbono, carbono vitreo, carbono pirolítico, carbono amorfo, y una combinación de los mismos.
3. El montaje de electrodo de batería de magnesio de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque incluye un factor de forma, en donde el factor de forma es uno o más factores de forma seleccionados del grupo que consiste de lámina, película, hoja, varilla, tubo, placa, tela tejida y no tejida, textil, cinta, microhoja, revestimiento, producto laminado, y combinaciones de estos.
4. El montaje de electrodo de batería de magnesio de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el electrodo es un electrodo positivo.
5. El montaje de electrodo de batería de magnesio de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el electrodo es un electrodo negativo.
6. El montaje de electrodo de batería de magnesio de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el metal es uno o más metales seleccionados del grupo que consiste de Al, Cu, Ti, Ni, acero inoxidable, y aleaciones de estos.
7. El montaje de electrodo de batería de magnesio de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado porque el material activo del electrodo positivo es uno o más materiales seleccionados del grupo que consiste de fase Chevrel Mo6S8, Mn02, CuS, Cu2S, Ag2S, CRS2, y VOP04; compuestos estratificados TiS2, V205, MgV03, MoS2/ MgV205 y Mo03; compuestos estructurados Spinel CuCr2S4, MgCr2S4, MgMn204 y Mg2Mn04; compuestos estructurados Nasicon MgFe2 (P04)3 y MgV2(P0 )3, compuestos estructurados Olivine MgMnSi04 y MgFe2 (P04) 2, compuestos estructurados Tavorite Mgo.sVP04F; pirofosfatos TiP207 y VP207; FeF3, y combinaciones de estos.
8. El montaje de electrodo de batería de magnesio de conformidad con la reivindicación 7, caracterizado porque la capa de electrodo positivo comprende, además un aditivo electrónicamente conductor.
9. El montaje de electrodo de batería de magnesio de conformidad con la reivindicación 7, caracterizado porque la capa de electrodo positivo comprende además un aglutinante polimérico .
10. El montaje de electrodo de batería de magnesio de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado porque además comprende un electrodo negativo.
11. La batería de magnesio de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la sal que contiene haluro comprende: un compuesto de órgano-magnesio de base de Lewis RMgX, en donde R se selecciona de un grupo que consiste de ligandos de alquilo tal como metilo, etilo, butilo, o arilo, bencilo, amido, naftal, fenilo, alquenilo, alquinilo, o derivados de estos y X es un haluro F, Cl, Br, I; y un compuesto de ácido de Lewis seleccionado del grupo que consiste de A1C13, BC13, AlCl2Et, FeCl2, FeCl3, TiCl y mezclas de estos.
12. La batería de magnesio de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque el solvente es uno o más solventes seleccionados del grupo que consiste de éter, poliéteres, tetrahidrofurano, 2-metil-tetrahidrofurano, dimetoxietano, glima, monoglima, dimetil-glicol, etilen-glicol, dimeti-éter, dietil-éter, etil-glima, diglima, proglima, etil-diglima, triglima, butil-diglima, tetraglima, poliglima, higlima, y combinaciones de estos.
13. La batería de magnesio de conformidad con la reivindicación 11, caracterizada porque que el electrolito comprende además una sal adicional.
14. La batería de magnesio de conformidad con la reivindicación 13, caracterizada porque la sal adicional es una o más sales seleccionadas del grupo que consiste de gCl2, Mg(C104)2, Mg(BF4)2, Mg(AsF6)2, Mg(PF6)2, Mg(CF3S03)2, Mg[N(CF3S02)2]2, Mg [C ( S02CF3) 3] 2, LiCl, LiC104, LiBF4/ LiAsF6, LiPF6, Li(CF3S03), Lin (CF3S02) 2, LiC ( S02CF3 ) 3 , NaCl, NaC10 NaBF4, NaAsF6, NaPF6, Na(CF3S03), NaN (CF3S02) 2, NaCl ( S02CF3) 3 , y combinaciones de estas.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US13/043,296 US8361661B2 (en) | 2011-03-08 | 2011-03-08 | Rechargeable magnesium ion cell components and assembly |
| PCT/US2012/027669 WO2012122080A1 (en) | 2011-03-08 | 2012-03-05 | Rechargeable magnesium ion cell components and assembly |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| MX2013010282A true MX2013010282A (es) | 2014-07-09 |
| MX339357B MX339357B (es) | 2016-05-23 |
Family
ID=44187958
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| MX2013010282A MX339357B (es) | 2011-03-08 | 2012-03-05 | Celda de ion magnesio recargable y montaje. |
Country Status (9)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US8361661B2 (es) |
| EP (1) | EP2684240B1 (es) |
| JP (1) | JP2014511161A (es) |
| KR (1) | KR101425810B1 (es) |
| CN (1) | CN103534853A (es) |
| AU (1) | AU2012225715B2 (es) |
| CA (1) | CA2829342C (es) |
| MX (1) | MX339357B (es) |
| WO (1) | WO2012122080A1 (es) |
Families Citing this family (72)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9111658B2 (en) | 2009-04-24 | 2015-08-18 | Applied Nanostructured Solutions, Llc | CNS-shielded wires |
| AU2010259173B2 (en) | 2009-04-24 | 2015-03-19 | Applied Nanostructured Solutions Llc | CNT-based signature control material |
| US9167736B2 (en) | 2010-01-15 | 2015-10-20 | Applied Nanostructured Solutions, Llc | CNT-infused fiber as a self shielding wire for enhanced power transmission line |
| EP2629595A2 (en) | 2010-09-23 | 2013-08-21 | Applied NanoStructured Solutions, LLC | CNT-infused fiber as a self shielding wire for enhanced power transmission line |
| US10615452B2 (en) * | 2011-06-22 | 2020-04-07 | Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. | High voltage rechargeable magnesium cell |
| CN102280620B (zh) * | 2011-07-05 | 2013-10-02 | 内蒙古科技大学 | 镁二次电池正极材料稀土掺杂硅酸锰镁的制备方法 |
| CN103858269B (zh) * | 2011-07-28 | 2017-02-15 | 和光纯药工业株式会社 | 电化学器件用电解液 |
| US8722242B2 (en) | 2011-08-04 | 2014-05-13 | Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. | Electrolyte for magnesium battery |
| CN102916220B (zh) * | 2011-08-05 | 2015-10-14 | 丰田自动车株式会社 | 镁电池电解液 |
| US8877025B2 (en) * | 2011-08-24 | 2014-11-04 | Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. | Combinatorial material screening method for an electrochemical cell |
| EP2764560A4 (en) * | 2011-10-07 | 2015-04-29 | Applied Nanostructured Sols | HYBRID CAPACITOR BATTERY AND SUPERCONDENSOR WITH AN ACTIVE BIFUNCTIONAL ELECTROLYTE |
| EP2795703B1 (en) | 2011-12-22 | 2018-10-10 | Pellion Technologies Inc. | Non-aqueous electrolyte for rechargeable magnesium ion cell |
| JP6011071B2 (ja) * | 2012-01-16 | 2016-10-19 | 大日本印刷株式会社 | 電池パック |
| WO2013108799A1 (en) * | 2012-01-16 | 2013-07-25 | Dai Nippon Printing Co., Ltd. | Magnesium battery and battery pack |
| KR20140135741A (ko) | 2012-02-16 | 2014-11-26 | 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니 | 마그네슘 전기화학 전지 및 그 제조 방법 |
| US9085464B2 (en) | 2012-03-07 | 2015-07-21 | Applied Nanostructured Solutions, Llc | Resistance measurement system and method of using the same |
| WO2013180807A2 (en) * | 2012-03-20 | 2013-12-05 | Pellion Technologies, Inc. | Non-aqueous electrolyte for high voltage rechargeable magnesium batteries |
| US9455469B2 (en) | 2012-05-14 | 2016-09-27 | Nanotek Instruments, Inc. | Rechargeable magnesium-ion cell having a high-capacity cathode |
| CN103490094B (zh) * | 2012-06-11 | 2016-02-10 | 丰田自动车株式会社 | 用于镁电池的电解液及含有该电解液的镁电池 |
| KR101935363B1 (ko) * | 2012-07-10 | 2019-01-04 | 삼성전자주식회사 | 마그네슘전지용 유기전해액 및 이를 포함하는 마그네슘전지 |
| KR101475258B1 (ko) * | 2012-07-19 | 2014-12-22 | 전자부품연구원 | 마그네슘 이차전지용 양극 및 이를 포함하는 마그네슘 이차전지 |
| KR20140066567A (ko) * | 2012-11-23 | 2014-06-02 | 주식회사 엘지화학 | 리튬 이차전지용 전해액 및 이를 포함하는 리튬 이차전지 |
| EP2738831B1 (en) * | 2012-11-29 | 2017-10-25 | The Swatch Group Research and Development Ltd. | Electrochemical cell |
| WO2014098898A1 (en) | 2012-12-21 | 2014-06-26 | Pellion Technologies, Inc. | Rechargeable magnesium ion cell components and assembly |
| JP6302163B2 (ja) * | 2013-01-18 | 2018-03-28 | 株式会社Ｓｄｃ田中 | 電池用耐食性金属部材の製造方法 |
| JP2014214040A (ja) * | 2013-04-24 | 2014-11-17 | 国立大学法人京都大学 | フッ素含有マグネシウム化合物 |
| US10903487B2 (en) * | 2013-04-25 | 2021-01-26 | Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. | Metal-metal battery |
| US9725331B2 (en) | 2013-05-10 | 2017-08-08 | University Of Houston System | Non-lithium metal ion battery electrode material architecture |
| KR101503879B1 (ko) * | 2013-05-24 | 2015-03-20 | 한국과학기술연구원 | 마그네슘 하이브리드 전지 및 이의 제조 방법 |
| EP3486992B1 (en) | 2013-06-28 | 2020-09-23 | Positec Power Tools (Suzhou) Co., Ltd | Battery |
| US11594753B2 (en) * | 2013-07-08 | 2023-02-28 | University of Pittsburgh—of the Commonwealth System of Higher Education | Cathodes and electrolytes for rechargeable magnesium batteries and methods of manufacture |
| US9947962B2 (en) | 2013-07-08 | 2018-04-17 | University of Pittsburgh—of the Commonwealth System of Higher Education | Cathodes and electrolytes for rechargeable magnesium batteries and methods of manufacture |
| US20150044553A1 (en) * | 2013-08-07 | 2015-02-12 | Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. | Cathode active material for non-aqueous rechargeable magnesium battery |
| US9882245B2 (en) * | 2013-08-23 | 2018-01-30 | Ut-Battelle, Llc | Alkoxide-based magnesium electrolyte compositions for magnesium batteries |
| CN103545532A (zh) * | 2013-10-18 | 2014-01-29 | 中国第一汽车股份有限公司 | 一种集流体用碳膜铝网的制备方法 |
| KR102196363B1 (ko) | 2013-10-29 | 2020-12-30 | 삼성전자주식회사 | 마그네슘 전지용 전극 활물질, 이를 포함하는 전극 및 마그네슘 전지, 및 마그네슘 전지용 전극 활물질의 제조방법 |
| US20150140422A1 (en) * | 2013-11-19 | 2015-05-21 | Battelle Memorial Institute | Mixed electrolytes for hybrid magnesium-alkali metal ion batteries |
| WO2015105140A1 (ja) * | 2014-01-08 | 2015-07-16 | 国立大学法人京都大学 | 二次電池 |
| JP6277811B2 (ja) * | 2014-03-24 | 2018-02-14 | アイシン精機株式会社 | 非水電解液 |
| KR102196364B1 (ko) * | 2014-05-27 | 2020-12-29 | 삼성전자주식회사 | 전해액, 이의 제조방법 및 상기 전해액을 포함하는 마그네슘 전지 |
| US10566632B2 (en) * | 2014-06-16 | 2020-02-18 | The Research Foundation For The State University Of New York | Hybrid electrolytes for group 2 cation-based electrochemical energy storage device |
| KR101708463B1 (ko) * | 2014-07-25 | 2017-03-08 | 한국과학기술연구원 | 마그네슘 전지용 전해질 및 이의 제조방법 |
| US11069891B2 (en) | 2014-09-26 | 2021-07-20 | Positec Power Tools (Suzhou) Co., Ltd. | Battery, battery pack and continuous power supply |
| JP6613573B2 (ja) * | 2015-02-06 | 2019-12-04 | 株式会社村田製作所 | 電極およびその製造方法、ならびに電気化学デバイス |
| US10008738B2 (en) | 2015-05-27 | 2018-06-26 | Ut-Battelle, Llc | Nanoconfined electrolytes and their use in batteries |
| WO2016209983A1 (en) * | 2015-06-22 | 2016-12-29 | Alliance For Sustainable Energy, Llc | Magnesium metal devices and methods of making the same |
| TWI570989B (zh) | 2015-08-21 | 2017-02-11 | 財團法人工業技術研究院 | 電解液組合物、與鈉二次電池 |
| JP6927205B2 (ja) * | 2016-05-27 | 2021-08-25 | 富士フイルム和光純薬株式会社 | リン系マグネシウムイオン含有電解液 |
| WO2017206063A1 (zh) * | 2016-05-31 | 2017-12-07 | 深圳先进技术研究院 | 一种镁离子电池及其制备方法 |
| US11289700B2 (en) | 2016-06-28 | 2022-03-29 | The Research Foundation For The State University Of New York | KVOPO4 cathode for sodium ion batteries |
| CN106129461B (zh) * | 2016-09-08 | 2018-10-19 | 吉林大学 | 一种钠镁二次电池及其制备方法 |
| KR101875785B1 (ko) * | 2016-11-17 | 2018-07-06 | 한국과학기술연구원 | 마그네슘 이차전지용 양극소재 및 이의 제조방법 |
| CN107317070B (zh) * | 2017-05-16 | 2020-03-17 | 上海交通大学 | 锂空气电池阴极用尖晶石结构硫化物催化剂材料及其制备方法 |
| CN107369564B (zh) * | 2017-07-17 | 2019-11-15 | 深圳中科瑞能实业有限公司 | 金属导电材料用作镁离子混合超级电容器负极和镁离子混合超级电容器及其制备方法 |
| CN109390567A (zh) * | 2017-08-14 | 2019-02-26 | 中原大学 | 电池负极材料的组成物 |
| US11251430B2 (en) | 2018-03-05 | 2022-02-15 | The Research Foundation For The State University Of New York | ϵ-VOPO4 cathode for lithium ion batteries |
| TW202023099A (zh) * | 2018-07-31 | 2020-06-16 | 日商富士軟片和光純藥股份有限公司 | 鎂電池用正極活性物質 |
| CN109638257B (zh) * | 2018-12-18 | 2022-04-26 | 中科廊坊过程工程研究院 | 一种复合型五氧化二钒系材料及其制备方法和用途 |
| CN111384360B (zh) | 2018-12-27 | 2022-02-22 | 财团法人工业技术研究院 | 金属离子电池 |
| CN109935826A (zh) * | 2019-01-22 | 2019-06-25 | 南京大学 | 一种以富含氧缺陷的氧化锡纳米片为正极的镁电池 |
| CN110010872A (zh) * | 2019-04-08 | 2019-07-12 | 陕西科技大学 | 一种MoS2@CuS异质结镁离子电池正极材料及其制备方法及应用 |
| CN110336079B (zh) * | 2019-06-24 | 2020-11-10 | 清华大学 | 镁电池电解液、其制备方法以及镁电池 |
| CN110265712B (zh) * | 2019-06-24 | 2020-11-10 | 清华大学 | 镁电池电解液、其制备方法以及镁电池 |
| CN111204808B (zh) * | 2020-01-10 | 2022-04-12 | 安徽师范大学 | 一种二硫化钼微胶囊的制备方法、镁离子电池正极、镁离子电池 |
| CN111769282B (zh) * | 2020-06-22 | 2021-10-22 | 上海交通大学 | 一种水系粘结剂在镁硫电池中的应用方法 |
| WO2022054813A1 (ja) * | 2020-09-11 | 2022-03-17 | 株式会社村田製作所 | 電気化学デバイス |
| CN114380855B (zh) * | 2020-10-21 | 2024-07-02 | 中国科学院青岛生物能源与过程研究所 | 一种镁金属电池使用的盐及其制备和应用 |
| CN112382743A (zh) * | 2020-11-09 | 2021-02-19 | 上海空间电源研究所 | 一种柔性硫化铜复合电极及其制备方法以及包含其的镁基二次电池 |
| CN113363578B (zh) * | 2021-06-08 | 2022-10-14 | 重庆大学 | 一种硼基非亲核型可充镁电池电解液及其制备方法 |
| DE102022101871A1 (de) | 2022-01-27 | 2023-07-27 | Honda Motor Co., Ltd. | Beschichtung für Magnesiumelektroden |
| US12183895B2 (en) * | 2022-07-30 | 2024-12-31 | Andrei A. Gakh | Secondary carbon battery |
| WO2025171375A1 (en) * | 2024-02-08 | 2025-08-14 | University Of Houston System | Organic cathode materials for magnesium ion batteries |
Family Cites Families (27)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3849868A (en) * | 1969-08-01 | 1974-11-26 | Texas Instruments Inc | Method of making magnesium anode battery |
| US3945847A (en) * | 1971-12-28 | 1976-03-23 | Union Carbide Corporation | Coherent manganese dioxide electrodes, process for their production, and electrochemical cells utilizing them |
| US4104451A (en) * | 1977-09-26 | 1978-08-01 | Exxon Research & Engineering Co. | Alkali metal anode/chalcogenide cathode reversible batteries having alkali metal polyaryl metallic compound electrolytes |
| US4894302A (en) * | 1985-06-14 | 1990-01-16 | The Dow Chemical Company | Alkaline earth metal anode-containing cell having electrolyte of organometallic alkaline earth metal salt and organic solvent |
| US5491039A (en) * | 1994-02-04 | 1996-02-13 | Shackle; Dale R. | Solid electrolytes including organometallic ion salts and electrolytic cells produced therefrom |
| US6030720A (en) * | 1994-11-23 | 2000-02-29 | Polyplus Battery Co., Inc. | Liquid electrolyte lithium-sulfur batteries |
| US5849432A (en) * | 1995-11-03 | 1998-12-15 | Arizona Board Of Regents | Wide electrochemical window solvents for use in electrochemical devices and electrolyte solutions incorporating such solvents |
| US5747195A (en) * | 1996-05-06 | 1998-05-05 | Alamgir; Mohammed | Current collectors for high energy density cells |
| IT1307220B1 (it) * | 1999-07-29 | 2001-10-29 | Univ Padova | Batterie primarie (non ricaricabili) e secondarie (ricaricabili) abase di elettroliti polimerici basati su ioni magnesio |
| US6713212B2 (en) * | 1999-10-18 | 2004-03-30 | Bar-Ilan University | High-energy, rechargeable electrochemical cells |
| US6316141B1 (en) * | 1999-10-18 | 2001-11-13 | Bar Ilan University | High-energy, rechargeable, electrochemical cells with non-aqueous electrolytes |
| JP4839573B2 (ja) * | 2004-02-13 | 2011-12-21 | ソニー株式会社 | 電気化学デバイス及び電極 |
| US20060088763A1 (en) | 2004-05-17 | 2006-04-27 | Wen Li | Additives for increasing ion conductivity of molten salt type electrolyte in battery |
| WO2006016665A1 (ja) * | 2004-08-13 | 2006-02-16 | Nippon Soda Co., Ltd. | 多分岐ポリマー及びその製造方法 |
| JP2007280627A (ja) | 2006-04-03 | 2007-10-25 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | マグネシウム二次電池 |
| CN101192669A (zh) * | 2006-12-01 | 2008-06-04 | 中国人民解放军63971部队 | 一种耐腐蚀复合集流体及其制作方法 |
| US9012072B2 (en) * | 2007-01-25 | 2015-04-21 | Bar-Ilan University | Rechargeable magnesium battery |
| JP5245108B2 (ja) * | 2007-07-11 | 2013-07-24 | ソニー株式会社 | マグネシウムイオン含有非水電解液及びその製造方法、並びに電気化学デバイス |
| JP5034799B2 (ja) * | 2007-09-07 | 2012-09-26 | ソニー株式会社 | マグネシウムイオン含有非水電解液及びその製造方法、並びに電気化学デバイス |
| JP5207026B2 (ja) * | 2007-11-30 | 2013-06-12 | トヨタ自動車株式会社 | 電池の電極集電体及び該電極集電体を備えた電池用電極の製造方法 |
| EP2274788A4 (en) * | 2008-03-07 | 2012-01-25 | Leyden Energy Inc | ELECTROCHEMICAL BATTERIES WITH TABS |
| CA2726143A1 (en) | 2008-05-29 | 2009-12-10 | Leyden Energy, Inc. | Electrochemical cells with ionic liquid electrolyte |
| JP5471036B2 (ja) * | 2008-06-05 | 2014-04-16 | ソニー株式会社 | マグネシウムイオン含有非水電解液及びこれを用いた電気化学デバイス |
| JP5158008B2 (ja) * | 2009-04-28 | 2013-03-06 | トヨタ自動車株式会社 | 全固体電池 |
| JP2011124021A (ja) * | 2009-12-08 | 2011-06-23 | Equos Research Co Ltd | 電気化学デバイス用電解液 |
| KR101067115B1 (ko) * | 2010-02-04 | 2011-09-22 | 삼성전기주식회사 | 마그네슘을 갖는 양극 활물질 및 이를 구비하는 마그네슘 이차전지 |
| WO2012020942A2 (ko) * | 2010-08-09 | 2012-02-16 | 주식회사 엘지화학 | 프라이머가 코팅된 양극 집전체 및 이를 포함하는 마그네슘 이차전지 |
-
2011
- 2011-03-08 US US13/043,296 patent/US8361661B2/en not_active Expired - Fee Related
-
2012
- 2012-03-05 CA CA2829342A patent/CA2829342C/en not_active Expired - Fee Related
- 2012-03-05 KR KR1020137026610A patent/KR101425810B1/ko not_active Expired - Fee Related
- 2012-03-05 JP JP2013557782A patent/JP2014511161A/ja active Pending
- 2012-03-05 WO PCT/US2012/027669 patent/WO2012122080A1/en not_active Ceased
- 2012-03-05 EP EP12754945.9A patent/EP2684240B1/en not_active Not-in-force
- 2012-03-05 MX MX2013010282A patent/MX339357B/es active IP Right Grant
- 2012-03-05 AU AU2012225715A patent/AU2012225715B2/en not_active Ceased
- 2012-03-05 CN CN201280022184.0A patent/CN103534853A/zh active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP2684240A1 (en) | 2014-01-15 |
| KR20130143649A (ko) | 2013-12-31 |
| WO2012122080A1 (en) | 2012-09-13 |
| CN103534853A (zh) | 2014-01-22 |
| MX339357B (es) | 2016-05-23 |
| AU2012225715B2 (en) | 2014-01-30 |
| CA2829342C (en) | 2015-09-15 |
| EP2684240B1 (en) | 2017-05-10 |
| US8361661B2 (en) | 2013-01-29 |
| EP2684240A4 (en) | 2014-11-12 |
| KR101425810B1 (ko) | 2014-08-01 |
| JP2014511161A (ja) | 2014-05-12 |
| CA2829342A1 (en) | 2012-09-13 |
| AU2012225715A1 (en) | 2013-10-10 |
| US20110159381A1 (en) | 2011-06-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| AU2012225715B2 (en) | Rechargeable magnesium ion cell components and assembly | |
| Zhu et al. | Rechargeable batteries for grid scale energy storage | |
| US8951680B2 (en) | Rechargeable magnesium ion cell components and assembly | |
| US20230207790A1 (en) | Lithium secondary battery | |
| JP6683370B2 (ja) | カリウムイオン二次電池用負極又はカリウムイオンキャパシタ用負極、カリウムイオン二次電池又はカリウムイオンキャパシタ及びカリウムイオン二次電池負極用又はカリウムイオンキャパシタ負極用の結着剤 | |
| KR100297402B1 (ko) | 2차전지 | |
| US11551878B2 (en) | Electricity storage device | |
| US20060088767A1 (en) | Battery with molten salt electrolyte and high voltage positive active material | |
| Ferrara et al. | High-performing Sn–Co nanowire electrodes as anodes for lithium-ion batteries | |
| CN101983449A (zh) | 非水电解质二次电池用负极及非水电解质二次电池 | |
| JPWO2018194159A1 (ja) | 電気化学デバイス用電極及びその製造方法、電気化学デバイス、並びにポリマ電解質組成物 | |
| JP6394253B2 (ja) | 非水系二次電池用電極、その製造方法及び非水系二次電池 | |
| CN110828884A (zh) | 能量存储器、双极电极装置和方法 | |
| Xu et al. | Self-healing liquid metal layer as high-capacity and long cycle life anode for Al-ion batteries | |
| CN115513516A (zh) | 能够在低温下工作的无阳极全固态电池及其制造方法 | |
| US20180301745A1 (en) | Lithium batteries, anodes, and methods of anode fabrication | |
| US20230317966A1 (en) | Porous current collectors for negative electrodes and electrochemical cells including the same | |
| WO2011129020A1 (ja) | 負極活物質、これを用いた二次電池およびキャパシタ、ならびに蓄電デバイス | |
| JP7738926B2 (ja) | リチウム２次電池 | |
| EP2936588B1 (en) | Rechargeable magnesium ion cell components and assembly | |
| KR102389563B1 (ko) | 초박막 알루미늄 이차전지용 음극 및 이를 포함하는 알루미늄 이차전지 | |
| JPWO2018062264A1 (ja) | 電極および二次電池 | |
| JP5565112B2 (ja) | 金属多孔体を用いたキャパシタ | |
| KR20250054857A (ko) | 알루미늄 이차전지용 양극 및 이를 포함하는 알루미늄 이차전지 | |
| Scrosati | Low Voltage Lithium-Ion Cells |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FG | Grant or registration |