En tant que candidats prometteurs aux batteries lithium-ion actuelles, les batteries rechargeables au magnésium ont attiré une grande attention en raison des propriétés supérieures des anodes métalliques en magnésium (Mg), telles que leur capacité volumétrique élevée (3 833 mAh/cm 3 . ), des ressources abondantes, le respect de l'environnement et des dendrites difficiles à cultiver.
Bien que certaines études aient rapporté que la morphologie des dendrites de Mg peut être observée dans des conditions de galvanoplastie extrêmes, telles que l'utilisation d'électrolytes de Mg limités avec une faible conductivité des ions Mg et l'application d'une densité de courant ultra-élevée (10 mAh/cm 2 ), ces conditions de test sont clairement différentes des exigences pratiques.
Des chercheurs de l'Institut de Qingdao de bioénergie et de technologie des bioprocédés de l'Académie chinoise des sciences (CAS) ont découvert que l'utilisation du séparateur pratique en polyoléfine provoque effectivement un court-circuit de la pile bouton, même à faible densité de courant. Ils ont établi un modèle de croissance planaire couche par couche pour la suppression des courts-circuits et ont proposé la stratégie de conception d'un substrat magnésiophile 3D pour obtenir un comportement planaire de galvanoplastie/décapage du magnésium.
L'étude a été publiée dans ACS Energy Letters le 4 décembre.
De nombreuses preuves ont montré que la croissance du magnésium est uniforme et dense lorsque la densité de courant est inférieure à 5 mAh/cm 2 . . Cependant, l'utilisation de séparateurs pratiques en polyoléfine avec une fine épaisseur, une charge et une décharge à faible courant peuvent provoquer un court-circuit interne dans les piles bouton.
Les chercheurs ont proposé le modèle de croissance insulaire pour les gisements de Mg, basé sur des tests électrochimiques et des observations morphologiques microscopiques, ce qui explique raisonnablement le comportement anormal des courts-circuits.
En ajustant davantage les paramètres de disparité de réseau et l'énergie de surface du substrat, la croissance planaire couche par couche des dépôts de Mg est obtenue, résolvant efficacement le problème de court-circuit anormal ci-dessus.
Les chercheurs ont utilisé un substrat 3D magnésiophile (Ni(OH)2 @CC) avec un faible déséquilibre de réseau et des propriétés d'énergie de surface élevées en tant que substrat de galvanoplastie, ce qui a non seulement permis le processus de galvanoplastie/décapage réversible, mais également associé à un Mo6 à charge élevée. S8 cathode (30 mg/cm 2 ) .
En explorant en profondeur le phénomène de court-circuit provoqué par un comportement anormal de galvanoplastie non dendritique dans les RMB et en proposant des solutions validées, ce travail constitue une force motrice importante pour l'application pratique de l'anode métallique en magnésium.
Plus d'informations : Guixin Wang et al, Atteindre un comportement de galvanoplastie/décapage planaire d'une anode métallique en magnésium pour une batterie pratique au magnésium, ACS Energy Letters (2023). DOI : 10.1021/acsenergylett.3c02058
Informations sur le journal : Lettres énergétiques de l'ACS
Fourni par l'Académie chinoise des sciences
