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MgCl_(2)-AlCl_(3)-PY_(13)FSI/有机醚可充镁电池电解液
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作者 魏鑫 卢立伟 +3 位作者 文家新 刘晓晨 杨京东 刘洋 《兵器材料科学与工程》 北大核心 2025年第1期101-108,共8页
为改善MACC电解液的预调节过程和充放电性能,将N-甲基-N-丙基吡咯烷鎓双(氟磺酰)亚胺(PY_(13)FSI)作为添加剂制备Mg Cl_(2)-Al Cl_(3)-PY_(13)FSI/THF(MACCP)可充镁电池电解液。研究MACCP电解液的电化学性能、组成和正极材料的兼容性。... 为改善MACC电解液的预调节过程和充放电性能,将N-甲基-N-丙基吡咯烷鎓双(氟磺酰)亚胺(PY_(13)FSI)作为添加剂制备Mg Cl_(2)-Al Cl_(3)-PY_(13)FSI/THF(MACCP)可充镁电池电解液。研究MACCP电解液的电化学性能、组成和正极材料的兼容性。结果表明:MACCP电解液的预调节过程明显缩短;MACCP电解液中新增了Al Cl_(2)F_(2)^(-)和Al Cl_(3)F^(-)离子;Mo_(6)S_(8)|MACCP|Mg电池在0.3 C下,循环240圈后放电比容量为54.2 m Ah/g,放电性能显著增强。这主要源于PY_(13)FSI电解产生的F^(-)同Cl^(-)产生竞争,生成新的有效离子,提高了Mg^(2+)沉积/溶出速率;PY_(13)FSI参与进电解液/电极界面反应,增强了界面的稳定性。MACCP电解液制备工艺简单,对促进可充镁电池的发展应用具有重要意义。 展开更多
关键词 可充镁电池 MACC电解液 N-甲基-N-丙基吡咯烷翁双(氟磺酰)亚胺 电化学性能
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氯化镁-氯化铝-EMImBF_(4)/有机醚可充镁电池电解液
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作者 文家新 叶俊镠 +3 位作者 魏鑫 杨京东 尹雪娇 李凌杰 《高等学校化学学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期120-128,共9页
可充镁电池(RMBs)是下一代最具潜力的储能体系之一,电解液对RMBs的性能具有重要影响.本文通过将1-乙基-3-甲基咪唑鎓四氟硼酸盐(EMImBF_(4))添加到MgCl_(2)+AlCl_(3)电解液(MACC)中,构建了一种MACC-EMImBF_(4)/有机醚(MACCE)可充镁电池... 可充镁电池(RMBs)是下一代最具潜力的储能体系之一,电解液对RMBs的性能具有重要影响.本文通过将1-乙基-3-甲基咪唑鎓四氟硼酸盐(EMImBF_(4))添加到MgCl_(2)+AlCl_(3)电解液(MACC)中,构建了一种MACC-EMImBF_(4)/有机醚(MACCE)可充镁电池电解液体系;采用循环伏安(CV)、线性扫描伏安(LSV)、电化学交流阻抗谱(EIS)和恒流充放电曲线(GCD)等方法测试了MACCE电解液的电化学性能及全电池性能;并通过场发射扫描电子显微镜(FESEM)、X射线衍射仪(XRD)和X射线光电子能谱仪(XPS)对循环后的电极表面进行了分析.结果表明,EMImBF_(4)的添加有效改善了电解液的性能,MgCl_(2)-AlCl_(3)与EMImBF_(4)的最佳摩尔比为5∶1.MACCE电解液的离子电导率为3.94 mS/cm,Mg^(2+)沉积-溶出过电位为59 mV,库仑效率达97.5%以上,氧化稳定电位可达2.8 V(vs.Mg/Mg^(2+))且循环时间超过500 h.MACCE电解液在循环过程中可在Mg负极表面形成一层纳米颗粒层,有助于改善循环稳定性.MACCE电解液与正极材料Mo6S8的兼容性好,Mo6S8|MACCE|Mg全电池的放电平均比容量可达64.4mA∙h/g(12.88mA/g,0.1C),100次循环后比容量保持率可达73.2%. 展开更多
关键词 可充镁电池 MgCl_(2)+AlCl_(3)电解液 1-乙基-3-甲基咪唑鎓四氟硼酸盐 电化学性能 兼容性
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集流体对可充镁电池电解液电化学性能的影响 被引量:6
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作者 陈强 努丽燕娜 +2 位作者 杨军 凯丽比努尔·克日木 王久林 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2012年第11期2625-2631,共7页
系统研究了铂、镍、不锈钢(SS)、铜、铝五种金属集流体和碳纤维、石墨箔、碳布三种碳纸集流体对"一代"(Mg(AlCl2BuEt)2/THF)、"二代"((PhMgCl)2-AlCl3/THF)可充镁电池电解液阳极氧化分解电位和镁沉积-溶出性能的影... 系统研究了铂、镍、不锈钢(SS)、铜、铝五种金属集流体和碳纤维、石墨箔、碳布三种碳纸集流体对"一代"(Mg(AlCl2BuEt)2/THF)、"二代"((PhMgCl)2-AlCl3/THF)可充镁电池电解液阳极氧化分解电位和镁沉积-溶出性能的影响.金属镍、不锈钢、铜、铝作为可充镁电池正极的集流体时,充电至一定电压时自身均会发生腐蚀.其中,镍和不锈钢可用作充电电压在2.1V(vsMg/Mg2+)以下正极材料的集流体;铜可用作充电电压在1.8V(vsMg/Mg2+)以下正极材料的集流体.碳集流体比金属集流体具有更高的稳定性,其中,碳布作为集流体,适用于充电电压在2.25V(vsMg/Mg2+)(对"一代"电解液)和2.95V(vsMg/Mg2+)(对"二代"电解液)以下的正极材料. 展开更多
关键词 可充镁电池 集流体 金属 碳纸 电解液
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可充镁电池正极材料PTMA/石墨烯(英文) 被引量:5
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作者 陈强 努丽燕娜 +3 位作者 郭维 杨军 王久林 郭玉国 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2013年第11期2295-2299,共5页
本文制备了聚4-甲基丙烯酸-2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氮氧自由基酯(PTMA)/石墨烯纳米复合材料,并报道了其作为可充镁电池正极材料的电化学性能.通过傅里叶变换红外(FTIR)光谱、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)表征复合材料的结构和形貌;循环... 本文制备了聚4-甲基丙烯酸-2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氮氧自由基酯(PTMA)/石墨烯纳米复合材料,并报道了其作为可充镁电池正极材料的电化学性能.通过傅里叶变换红外(FTIR)光谱、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)表征复合材料的结构和形貌;循环伏安和恒电流充放电测试其电化学性能.粒径10 nm左右的PTMA颗粒分散在具有导电作用的石墨烯表面;在"一代"电解液Mg(AlCl2BuEt)2/四氢呋喃(THF)(0.25 mol L-1)中,22.8mA g-1充放电电流密度下,PTMA/石墨烯复合材料的起始放电容量可达到81.2 mAh g-1.研究结果表明,含有自由基的有机化合物可以作为可充镁电池的一类新型正极材料,可以进一步通过使用具有高氧化分解电压的电解液来提高其放电容量. 展开更多
关键词 能量储存和转换 可充镁电池 纳米复合物 有机正极材料 石墨烯
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正极集流体对可充镁电池电化学性能的影响 被引量:3
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作者 苏硕剑 努丽燕娜 +2 位作者 非路热.吐尔逊 杨军 王久林 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2015年第1期111-120,共10页
以目前常用的Chevrel相Mo6S8作为正极材料,涂覆在不同集流体(不锈钢、镍、铜、钛)上,以镁为负极,研究了在(Ph Mg Cl)2-Al Cl3/四氢呋喃(简称THF)"二代"电解液中集流体对可充镁电池电化学性能的影响.恒流放电-充电结果显示在... 以目前常用的Chevrel相Mo6S8作为正极材料,涂覆在不同集流体(不锈钢、镍、铜、钛)上,以镁为负极,研究了在(Ph Mg Cl)2-Al Cl3/四氢呋喃(简称THF)"二代"电解液中集流体对可充镁电池电化学性能的影响.恒流放电-充电结果显示在不锈钢集流体上电池电压极化最小,并且具有较好的循环稳定性;镍、铜次之;钛集流体上的极化最大,循环稳定性也最差.并通过对比放电-充电循环前后电极和集流体表面的微观结构,探讨了集流体对电池性能显著影响的原因.电解液对集流体会造成腐蚀,不同集流体在电解液中的稳定性有差异;正极材料涂覆在不同集流体上,电极表面状况有差异;负载活性材料后集流体发生腐蚀的电位有所降低,使集流体更易受到电解液的腐蚀. 展开更多
关键词 可充镁电池 正极 集流体 电化学性能 腐蚀
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苯硫酚盐基溶液的可充镁电池电解液 被引量:3
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作者 卞沛文 努丽燕娜 +2 位作者 再娜甫古丽 杨军 王久林 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2014年第2期311-317,共7页
将4-甲基苯硫酚、4-异丙基苯硫酚和4-甲氧基苯硫酚(RSH)分别与格氏试剂C2H5MgCl/THF(四氢呋喃)反应制得的苯硫酚氯化镁(RSMgCl)(分别标记为MBMC、IPBMC和MOBMC)/THF和进一步与Lewis酸AlCl3反应制得的(RSMgCl)n-AlCl3/THF(n=1,1.5,2)苯... 将4-甲基苯硫酚、4-异丙基苯硫酚和4-甲氧基苯硫酚(RSH)分别与格氏试剂C2H5MgCl/THF(四氢呋喃)反应制得的苯硫酚氯化镁(RSMgCl)(分别标记为MBMC、IPBMC和MOBMC)/THF和进一步与Lewis酸AlCl3反应制得的(RSMgCl)n-AlCl3/THF(n=1,1.5,2)苯硫酚盐基溶液用作可充镁电池电解液,采用循环伏安和恒电流充放电测试研究了电解液的镁沉积-溶出性能和氧化分解电位.结果表明,苯硫酚上的基团种类和RSMgCl与AlCl3的比例对其电化学性能有影响.其中,0.5 mol·L-1(IPBMC)1.5-AlCl3/THF溶液具有最佳的电化学性能,其氧化分解电位适宜(2.4 V(vs Mg/Mg2+)),镁沉积-溶出循环效率稳定,过电位低,电导率较高(2.48 mS·cm-1),与正极材料Mo6S8兼容性良好,且具有一定的空气稳定性,配制方便,有希望应用于实际的可充镁电池体系中. 展开更多
关键词 可充镁电池 电解液 电化学性能 空气稳定性 兼容性
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PP14TFSI离子液体在可充镁电池电解液的应用 被引量:1
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作者 朱金杰 王菲菲 +3 位作者 郭永胜 杨军 努丽燕娜 王久林 《电化学》 CAS CSCD 北大核心 2014年第2期128-133,共6页
制备了可充镁电池电解质苯酚基镁盐,以四氢呋喃(THF)与N-甲基-N-丁基-哌啶-双三氟甲基磺酰胺(PP14TFSI)离子液体混合物代替四氢呋喃作为该电解质的溶剂.当THF与PP14TFSI体积配比为1:1时,该苯酚基镁盐电解液镁可逆溶出性能最佳,电化学窗... 制备了可充镁电池电解质苯酚基镁盐,以四氢呋喃(THF)与N-甲基-N-丁基-哌啶-双三氟甲基磺酰胺(PP14TFSI)离子液体混合物代替四氢呋喃作为该电解质的溶剂.当THF与PP14TFSI体积配比为1:1时,该苯酚基镁盐电解液镁可逆溶出性能最佳,电化学窗口宽(2.7 V vs.Mg),离子电导率高(7.77 mS·cm-1).此外,热重测试表明离子液体的加入大大降低了THF溶剂的挥发性,提高了可充镁电池的安全性能.四氢呋喃+N-甲基-N-丁基-哌啶-双三氟甲基磺酰胺混合溶剂有望作为可充镁电池电解液的首选溶剂. 展开更多
关键词 苯酚基 N-甲基N-丁基-哌啶-双三氟甲基磺酰胺 可充镁电池 混合溶剂 电解液
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吡唑基镁卤化物/四氢呋喃可充镁电池电解液 被引量:1
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作者 非路热.吐尔逊 祖丽皮亚.沙地克 +2 位作者 努丽燕娜 杨军 王久林 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2014年第9期1634-1640,共7页
将不同配比的吡唑与格氏试剂反应制得的吡唑基镁卤化物/四氢呋喃(THF)溶液用作可充镁电池电解液,采用循环伏安和恒电流充放电测试研究了该电解液的镁沉积-溶出性能和氧化分解电位;并通过X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)对沉积物的组分和... 将不同配比的吡唑与格氏试剂反应制得的吡唑基镁卤化物/四氢呋喃(THF)溶液用作可充镁电池电解液,采用循环伏安和恒电流充放电测试研究了该电解液的镁沉积-溶出性能和氧化分解电位;并通过X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)对沉积物的组分和形貌进行了分析.结果表明,吡唑上的取代基、吡唑与格氏试剂的反应配比对电解液的电化学性能都有影响.1 mol·L-11-甲基吡唑-PhMgCl(1:1摩尔比)/THF反应配制的电解液在不锈钢(SS)集流体的阳极氧化分解电位达到2.4 V(vs Mg/Mg2+),并具有镁沉积-溶出电位低、循环稳定性高、配制方便的特点,有希望应用于实际的可充镁电池体系中. 展开更多
关键词 可充镁电池 电解液 电化学性能
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乙烯硫脲-格氏试剂/THF电解液镁沉积-溶出性能
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作者 卞沛文 努丽燕娜 +2 位作者 陈强 杨军 王久林 《电化学》 CAS CSCD 北大核心 2014年第1期73-79,共7页
将乙烯硫脲与不同格氏试剂EtMgBr/THF、PhMgBr/THF、PhMgCl/THF反应制得了3种乙烯硫脲-格氏试剂/THF电解液.通过循环伏安测试了在Pt电极上的镁沉积-溶出性能.结果表明,形成的乙烯硫脲-格氏试剂/THF电解液未改变电解液的镁沉积-溶出性能... 将乙烯硫脲与不同格氏试剂EtMgBr/THF、PhMgBr/THF、PhMgCl/THF反应制得了3种乙烯硫脲-格氏试剂/THF电解液.通过循环伏安测试了在Pt电极上的镁沉积-溶出性能.结果表明,形成的乙烯硫脲-格氏试剂/THF电解液未改变电解液的镁沉积-溶出性能,却拓宽了其电化学窗口.如乙烯硫脲-PhMgBr/THF溶液的氧化分解电位可达2.3 V(vs.Mg/Mg2+),该电解液的电导率随溶液溶度增大先升后降,0.9 mol·L-1时其电导率最高,可达615μS·cm-1.比较乙烯硫脲-PhMgBr/THF在Pt、Ni、Cu和Al四种金属电极的电化学性能,发现在Ni电极的氧化分解电位最高,可达2.4 V(vs.Mg/Mg2+),且具有良好的镁沉积-溶出性能.CR2016扣式电池的循环测试表明,Ni基底上的镁沉积-溶出电位较低,其循环效率可达到92%,适宜作为实用电池的集流体. 展开更多
关键词 乙烯硫脲 格氏试剂 电解液 可充镁电池
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(PhMgCl)_2-AlCl_3在混合醚溶剂中的电化学性能研究 被引量:1
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作者 王菲菲 郭永胜 +2 位作者 杨军 努丽燕娜 王久林 《电化学》 CAS CSCD 北大核心 2012年第1期56-61,共6页
制备了全苯基有机铝镁盐(PhMgCl)2-AlCl3,研究以3种不同混合醚,即dimethoxyethane(DME)+THF、Diglyme(DG)+THF和Tetraglyme(TG)+THF作溶剂对全苯基有机铝镁盐在不同金属电极上的电化学性能的影响.结果表明,和(PhMgCl)2-AlCl3/THF体系相... 制备了全苯基有机铝镁盐(PhMgCl)2-AlCl3,研究以3种不同混合醚,即dimethoxyethane(DME)+THF、Diglyme(DG)+THF和Tetraglyme(TG)+THF作溶剂对全苯基有机铝镁盐在不同金属电极上的电化学性能的影响.结果表明,和(PhMgCl)2-AlCl3/THF体系相比,(PhMgCl)2-AlCl3/DG+THF(3:2)仍具有较高的离子电导率(1.605×10-3S.cm-1)、良好的可逆沉积镁特性及阳极抗氧化性能(电化学窗口>2.8 V).且该DG+THF混合溶剂还可大幅降低电解液的饱和蒸汽压(由23.46 kPa降低到9.41 kPa),减少了电池使用过程电解液的挥发,从而提高了可充镁电池的安全性能.比较Pt、Ni、Cu和Al等不同金属基质电极,发现Pt的电化学性能最好,而Al最差. 展开更多
关键词 电解液 蒸汽压 可逆沉积 可充镁电池
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