Forskere udnytter gelpolymerelektrolyt til højtydende magnesiumbatterier

Elektroniske produkter, elektriske køretøjer og storstilet energilagring, der er tæt knyttet til menneskeliv, skaber en stadigt voksende efterspørgsel efter genopladelige batterier.

Lithium-ion batterier, som i dag er meget udbredt, ikke klarer sig godt med hensyn til energitæthed og sikkerhed. Hvad angår genopladelige magnesium (Mg) metalbatterier udviklet senere, manglen på Mg-elektrolytter, der er i stand til effektivt at plettere/strippe Mg, har hæmmet dets praktiske udvikling.

For nylig, et forskerhold ledet af prof. Cui Guanglei fra Qingdao Institute of Bioenergy and Bioprocess Technology (QIBEBT) fra det kinesiske videnskabsakademi udnyttede en ny stiv-feksibel koblingsgelpolymerelektrolyt (PTB@GF-GPE), der kombineret med væsentligt forbedret samlet set ydeevne. Det blev syntetiseret via en in situ tværbindingsreaktion mellem magnesiumborhydrid og hydroxyltermineret polytetrahydrofuran.

I løbet af de sidste par årtier, selvom der er gjort fremskridt med at udnytte flydende Mg-elektrolytter, der er i stand til reversibel Mg-aflejring, flydende elektrolytter udgør stadig problemet med at være flygtige og brandfarlige.

Sammenlignet med flydende elektrolytter, polymerelektrolytter har flere fordele, inklusive:ingen intern kortslutning; ingen elektrolytlækage; let fremstilling; og strukturens fleksibilitet.

Denne gelpolymerelektrolyt udviser reversibel Mg-belægnings-/stripping-ydelse, høj Mg-ion ledningsevne, og et bemærkelsesværdigt Mg-ion-overførselsnummer. Mg-batterierne samlet med denne gelpolymerelektrolyt fungerer ikke kun godt ved et bredt temperaturområde (-20 til 60 °C), men viser også hidtil usete forbedringer i sikkerhedsspørgsmål uden at lide af intern kortslutningsfejl, selv efter en skæretest.

Denne in situ tværbindingstilgang til udnyttelse af Mg-polymer elektrolytten giver en lovende strategi for at opnå storskala anvendelse af Mg-metalbatterier.