|
Anodlar va elektrolitlarda
Metall magniy anodidan foydalanishning asosiy kamchiligi bu qayta zaryadlashda passivlashtiruvchi (o'tkazmaydigan) qatlam hosil qilish tendentsiyasidir, keyingi zaryadlashni bloklaydi (litiyning xatti-harakatidan farqli o'laroq); Passivlashtiruvchi qatlamlar elektrolitlarning parchalanishidan kelib chiqadi deb taxmin qilingan. magniy ionini kamaytirish paytida. Perxlorat va tetrafloroborat kabi umumiy qarshi ionlar, shuningdek, karbonatlar va nitrillar kabi ba'zi oddiy qutbli aprotik erituvchilar kabi passivatsiyaga hissa qo'shishi aniqlandi.
Magniy akkumulyatorlarini ishlab chiqishning dastlabki urinishlari magniyli metallni metall qotishma anodiga (masalan, vismut/Antinomiya yoki qalay) teskari kiritilishiga asoslangan "magniy kiritish elektrodlari" dan foydalanishni o'rgandi. Ular anod sirtining passivatsiyasini oldini olishi mumkinligi ko'rsatilgan, ammo kiritish paytida hajmli o'zgarishlar, shuningdek, kiritishning sekin kinetikasi tufayli anodning buzilishidan aziyat chekdi. Tadqiq qilingan kiritish anod turlariga misollar elementar Sn va Mg2Sn oʻrtasidagi aylanishni oʻz ichiga oladi.
Grignard asosidagi efir elektrolitlari passivlanmasligi ko'rsatilgan; Magniy organoboratlar ham passivatsiyasiz elektrokaplanishni ko'rsatdi. Mg(BPh2Bu2)2 birikmasi birinchi ko'rsatilgan qayta zaryadlanuvchi magniy batareyasida ishlatilgan, uning foydaliligi elektrokimyoviy oksidlanish bilan cheklangan edi (ya'ni kuchlanish oynasining past anodik chegarasi). Tadqiq qilingan boshqa elektrolitlar orasida borogidridlar, fenolatlar, alkoksidlar, amidoga asoslangan komplekslar (masalan, geksametildisilazan asosida), karboran tuzlari, ftorlangan alkoksiboratlar, Mg(BH4)(NH2) qattiq elektrolitlar va Mg(AlCl2/tetrag) tarkibida Mg(AlCl2) bo‘lgan gel polimerlar kiradi. PVDF.[23][24
Magniy-metall akkumulyatorlarga bo'lgan qiziqishning hozirgi to'lqini 2000 yilda, Isroil guruhi magniy xlorid va alyuminiy xloridning THF kabi efirlardagi aralash eritmalaridan qayta tiklanadigan magniy qoplamasi haqida xabar berganida boshlangan. Ushbu elektrolitning asosiy afzalligi, avval xabar qilingan Mg qoplama elektrolitlariga qaraganda, kuchlanish oynasining sezilarli darajada kattaroq ijobiy chegarasi (va shuning uchun batareyaning yuqori kuchlanishi). O'shandan beri xloriddan kamroq korroziv bo'lgan bir qancha boshqa Mg tuzlari haqida xabar berilgan.
Litiy bilan solishtirganda bir kamchilik magniyning eritmadagi yuqori zaryadidir (+2), bu elektrolitning yopishqoqligi va harakatchanligining pasayishiga olib keladi. Eritmada qarama-qarshi ionlar/komplekslashtiruvchi moddalarga qarab bir qancha turlar mavjud bo'lishi mumkin - ular ko'pincha bir zaryadlangan turlarni (masalan, xlorid ishtirokida MgCl +) o'z ichiga oladi - lekin dimerlar ko'pincha hosil bo'ladi (masalan, Mg2Cl3+). Magniy ionining katod mezbon panjaralariga harakati ham (2014 yil holatiga ko'ra) muammoli darajada sekin.
2018-yilda xloridsiz elektrolitlar xlorid asosidagi polimer katod bilan birgalikda har bir kilogramm uchun 243 Vt/soat (870 kJ) o‘ziga xos energiya, 3,4 kVt/kg o‘ziga xos quvvat va 2500 tsiklda 87 foizgacha ushlab turish bilan istiqbolli ish faoliyatini namoyish etdi. Elektrolitda xloridning yo'qligi ion kinetikasini yaxshilash va shuning uchun ishlatiladigan elektrolitlar miqdorini kamaytirish, samaradorlikni oshirish uchun da'vo qilingan.
Istiqbolli yondashuv Mg anodini oltingugurt/uglerod katodi bilan birlashtirish bo'lishi mumkin. Shuning uchun oltingugurtni faqat qaytaruvchi xossalari bilan sulfidga aylantirmaydigan nukleofil bo'lmagan elektrolit kerak. Bunday elektrolitlar tarkibida xlorva xlorsiz kompleks tuzlar asosida yaratilgan. dagi elektrolit Mg kationini va anion sifatida ikkita bor-geksaftorizoproplilat guruhini o'z ichiga olgan Mg tuzidir. Ushbu tizimni sintez qilish oson, u Li ion hujayralarinikiga o'xshash ion o'tkazuvchanligini ko'rsatadi, uning elektrokimyoviy barqarorlik oynasi 4,5 V gacha, havoda barqaror va turli erituvchilarga nisbatan ko'p qirrali.
Do'stlaringiz bilan baham: |
