مبروك لعملائنا على التقدم المحرز في مجال الطاقة الجديدة من المواد والأجهزة : بطاريات أيون المغنيسيوم

خلفية البحث

مع التطور السريع في الأجهزة الإلكترونية مرنة ، من المهم استكشاف وتطوير عالية الأداء مرنة نظام تخزين الطاقة . من بينها ، بطاريات ليثيوم أيون مرنة قد أحرزت تقدما كبيرا في التطبيقات العملية من الالكترونيات مرنة ويمكن ارتداؤها المعدات . ومع ذلك ، فإن تكلفة عالية بسبب محدودية الموارد الليثيوم و مخاطر السلامة الناجمة عن تشكيل تغصن الليثيوم لا يمكن السيطرة عليها تشكل تحديا لمزيد من التطوير والتطبيق . ولذلك ، هناك حاجة ملحة إلى تطوير نظام البطارية البديلة مع وفرة الطبيعية عالية ، منخفضة التكلفة وعالية الأمان . بطارية ليثيوم أيون المغنيسيوم القابلة لإعادة الشحن من المتوقع أن تكون بديلا موثوقا به عن نظام بطارية ليثيوم أيون ، لأن المغنيسيوم غنية في الموارد ، منخفضة التكلفة ، وارتفاع القدرة النظرية ، مع إمكانية الحد من مناسبة ، في عملية ترسب الكهروكيميائية / حل لا تشكل شجيري كريستال ، وارتفاع سلامة التشغيل . ومع ذلك ، هناك عدد قليل جدا من الأبحاث على المواد الكهربائي مرنة المغنيسيوم بطاريات أيون . في السنوات الأخيرة ، electrospinning يعتبر3D مسامية الفيلمسهل、تمتلكواحدة من تقنيات فعالة من حيث التكلفة وقابلة للتطبيق في هذه الصناعة ، المزيد والمزيد من الباحثين التركيز على استخدام ألياف النانو electrospinning ويكي المركبة مرنة الأقطاب .

تسليط الضوء على ورقة / ملخص

مع تطور التكنولوجيا الالكترونية مرنة ، من الضروري تطوير نظام امدادات الطاقة مرنة . كما واعدة الجيل القادم من نظام البطارية ، بطارية أيون المغنيسيوم ( صالحه ) يظهر إمكانات كبيرة مثل إمدادات الطاقة مرنة المعدات الالكترونية . ومع ذلك ، البحث عن بطارية أيون المغنيسيوم مرنة لا تزال في مرحلة البداية ، من المهم جدا أن تجد نوع جديد من القطب مرنة وموثوق بها . في هذه الورقة ، لاصق مجانا ومرنة الدعم الذاتي الكهربائي تم إعداده من قبل electrospinning جنبا إلى جنب مع عملية الحد من الحرارة في الموقع . CNF@Bi-Sn و يتم تطبيقها على بطارية أيون المغنيسيوم . CNF@Bi-Sn وعلاوة على ذلك ، فإن هيكل متعدد المراحل المسامية ألياف الكربون النانوية الإطار ، موحدة فرقت بي التعطيل جسيمات متناهية الصغر ، فضلا عن زيادة المرحلة / الحدود الحبوب متكاملة .^{2 +}نشر حركية . CNF@Bi-Sn سبيكة الأنود المعارض ممتازة الأداء الكهروكيميائية ، وارتفاع قدرة محددة الأولي 738mahg^{- 1}, ممتازة مضاعفة الأداء والاستقرار دوري , في 40mg^{- 1}تبقى 150mAHG بعد 100 دورة تحت الكثافة الحالية^{- 1}عكس القدرة . من خلال التحليل الكمي حركية ، غير الموقع SEM ، تيم و XRD ، تطور هيكل مرن المواد الكهربائي أثناء الدورة الدموية و آلية تخزين المغنيسيوم على أساس عكسها على مرحلتين السبك / دي السبك عملة تم الكشف عنها . وبالإضافة إلى ذلك ، تم تجميع البطارية بالكامل ، مما يدل على إمكانية تطبيقها في الممارسة العملية . هذا البحث يوفر طريقة جديدة لاستكشاف وتطوير مرنة الذاتي دعم القطب السالب .

04تحليل الرسم البياني

الشكل 1 CNF@Bi-Sn إعداد مخطط و عرض مرنة .

بي التعطيل جسيمات متناهية الصغر هي ثابتة بشكل موحد في ألياف الكربون النانوية كما مرنة الذاتي دعم القطب السالب من المغنيسيوم بطارية أيون .

متعلق بنظام المعدنين ثنائية التعطيل نانو الجسيمات فيلم مرنة تم إعدادها من قبل electrospinning و الموقع الحراري الحد . CNF@Bi-Sn أنها تظهر مرونة جيدة ، ويمكن أن تحمل جميع أنواع التشوهات ( الانحناء ، التواء ، للطي ، الخ ) . جامع الحالية ، والموصلية الكهربائية وكيل لاصقة لا تستخدم في عملية تجميع البطارية . ووزارة شؤون المرأة تيم أظهرت أن بي التعطيل النانوية موزعة بالتساوي في ألياف الكربون النانوية .

الشكل 2 : عرض CNF@Bi-Sn صورة SEM ( أ ، ب ) ؛ CNF@Bi-Sn صورة تيم ( ج ، د ) ؛ haadf-stem الصور وما يقابلها من ج ، بي ، التعطيل ( هـ - ح ) ؛ CNF@Bi-Sn hr-tem الصور ( ط ، ي ) و CNF@Bi-Sn حيود الإلكترون الانتقائي ( سعيد ) الصور ( ك ، ل ) تم الحصول عليها .

ثانيا CNF@Bi-Sn أظهرت قدرة عالية عكسها ، ممتازة متعددة الأداء وحسن الاستقرار دوري

CNF@Bi-Sn مع 738mahg^-1بعد دورة مختلفة من الضرب ، قدرة التفريغ يمكن أن تعاد إلى 214 ماه .^-1ثبت CNF@Bi-Sn قطب كهربائي جيد الضرب الأداء . وفي 40mg^-1150mAhg يمكن الحفاظ عليها بعد 100 دورة تحت الكثافة الحالية .^-1عكس قدرة عالية .

الرسم البياني3 .الكهروكيميائية تخزين المغنيسيوم خصائص العينات المعروضة . （a） CNF@Bi-Sn في 0.1mvs^{- 1}دوري voltammetry المنحنيات تحت معدل المسح الضوئي )منحنى السيرة الذاتية （b） CNF@Bi و CNF@Sn و CNF@Bi-Sn معدل الأداء ؛ （c） CNF@Bi-Sn منحنيات الشحن والتفريغ في مختلف الكثافة الحالية . CNF@Bi-Sn في^-1دورة تحت الكثافة الحاليةدورة الأداء ( د ) 100 مرة^-1دورة تحت الكثافة الحاليةدورة الأداء 200 ( هـ ) ؛ （f） CNF@Bi و CNF@Sn و CNF@Bi-Sn الرسم البياني نايكست ( يتضح من نموذج الدائرة المكافئة ) . （g） CNF@Bi-Sn السيرة الذاتية منحنيات الأقطاب الكهربائية في مختلف معدلات المسح الضوئي . ( ح ) نسبة مساهمة السعة والقدرة على التحكم في الانتشار في معدلات مسح مختلفة .

ثالثا ، تطور هيكل وآلية تخزين المغنيسيوم المغنيسيوم في عملية / demagnization كشفت غير الموقع توصيف .

في الموقع ، ووزارة شؤون المرأة ، تيم و كسرد استخدمت لوصف CNF@Bi-Sn علم التشكل المورفولوجيا و التطور الهيكلي خلال مغ / دي مغ درست في هذه الورقة . تيم ثبت CNF@Bi-Sn بعد التفريغ الكامل ( جزءا لا يتجزأ من المغنيسيوم ) و تهمة ( إزالة المغنيسيوم ) ، بي التعطيل النانوية لا تزال ملفوفة بشكل جيد و موزعة بشكل موحد في ألياف الكربون النانوية ، والتي يمكن أن تخفف من حجم التغيير في عملية السبك ، ومنع فقدان المواد الفعالة . نتائج EDS تظهر أن بي ، التعطيل ، مغ موزعة بشكل موحد في مصفوفة الكربون في حالة التفريغ . CNF@Bi-Sn آلية تخزين المغنيسيوم الكهربائي يعتمد على عكس المرحلة الثانية / دي سبيكة سبيكة التحول .

الرسم البياني4 .عرضCNF@Bi-Sn SEM الصور ( أ ) ، عنصر الصور ( ب ، ج ) ، haadf-stem الصور وما يقابلها من بي ، التعطيل ، مغ التوزيعات ( د ) ، hr-tem الصور ( هـ ) ، XRD أنماط CNF@Bi-Sn الشكل 1 تخطيطي ( ز ) من التطور الهيكلي الكهربائي في حالة الشحن والتفريغ .

المعدات المستخدمة في هذه الورقة

ليو بو فريق البحث المستخدمة في التجربةمصغرة نوع أنبوب فرن الداعمفي هذه الورقة ، كما ذكر على وجه الخصوص ، وانهوى Keli الصك ، المحدودة ، التي هي ممتنة جدا للمعلمين على اختيار وإقرار Keli الصك .