Um substrato magnesiófilo 3D permite galvanoplastia/decapagem plana de ânodo metálico de magnésio
Diagrama esquemático do modelo de crescimento planar camada por camada de depósitos de Mg e a comparação de desempenho de vários substratos de galvanoplastia. Crédito:Wang Guixin e Du Aobing Como candidatas promissoras às atuais baterias de íons de lítio, as baterias recarregáveis de magnésio têm atraído muita atenção devido às propriedades superiores dos ânodos metálicos de magnésio (Mg), como alta capacidade volumétrica (3.833 mAh/cm
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), recursos abundantes, respeito ao meio ambiente e dendritos difíceis de cultivar.
Embora alguns estudos tenham relatado que a morfologia dos dendritos de Mg pode ser observada sob condições extremas de galvanoplastia, como o uso de eletrólitos de Mg limitados com baixa condutividade de íons de Mg e a aplicação de densidade de corrente ultra-alta (10 mAh/cm
2 ), estas condições de teste são claramente diferentes dos requisitos práticos.
Pesquisadores do Instituto Qingdao de Bioenergia e Tecnologia de Bioprocessos da Academia Chinesa de Ciências (CAS) descobriram que o uso do prático separador de poliolefina realmente causa o curto-circuito da célula tipo moeda, mesmo na baixa densidade de corrente. Eles estabeleceram um modelo de crescimento planar camada por camada para supressão de curto-circuito e propuseram a estratégia de design de um substrato magnesiófilo 3D para obter um comportamento de galvanoplastia / remoção planar de Mg.
O estudo foi publicado na ACS Energy Letters em 4 de dezembro.
Amplas evidências mostraram que o crescimento de Mg é uniforme e denso quando a densidade de corrente está abaixo de 5 mAh/cm
2
. No entanto, usando separadores práticos de poliolefina com espessura fina, carga e descarga de baixa corrente podem causar curto-circuito interno em células tipo moeda.
Os pesquisadores propuseram o modelo de crescimento insular para depósitos de Mg com base em testes eletroquímicos e observação microscópica da morfologia, o que explica razoavelmente o comportamento anormal do curto-circuito.
Ajustando ainda mais os parâmetros de incompatibilidade de rede e a energia superficial do substrato, o crescimento planar camada por camada dos depósitos de Mg é alcançado, resolvendo efetivamente o problema de curto-circuito anormal acima.
Os pesquisadores usaram um substrato 3D magnesiofílico (Ni(OH)2 @CC) com baixa incompatibilidade de rede e propriedades de alta energia superficial como substrato de galvanoplastia, o que não apenas permitiu o processo reversível de galvanoplastia/decapagem, mas também combinou com uma alta carga de Mo6 S8 cátodo (30 mg/cm
2
).
Ao explorar minuciosamente o fenômeno de curto-circuito causado pelo comportamento anormal da galvanoplastia não dendrítica em RMBs e propor soluções validadas, este trabalho fornece uma importante força motriz para a aplicação prática do ânodo metálico de Mg.
Mais informações: Guixin Wang et al, Alcançando o comportamento planar de galvanoplastia/decapagem do ânodo metálico de magnésio para uma bateria prática de magnésio, ACS Energy Letters (2023). DOI:10.1021/acsenergylet.3c02058 Informações do diário: Cartas de Energia ACS
