Mg–S電池の電気化学的メカニズムに及ぼすCu集電体の役割

マグネシウム硫黄電池の開発には、Li–S電池に存在するすべての既知の困難が伴いますが、電解質の選択はさらに限られています。 本研究では,電気化学的機構に及ぼす集電体の影響を,改善された挙動が電解質に起因する異なる報告に照らして調べた。 A l集電体を電解液に依存しないC U集電体に置き換えると,サイクリング挙動の顕著な違いが報告された。 硫黄の初期還元は集電体の反応経路には似ていないが,Mgsの形成はC uカチオンの存在下でのCusの形成と競合する可能性がある。 C u集電体上に堆積した陰極から調製したその後のサイクルセルでは,サイクル中の電圧の減少と単一プラトーの形成を示した。 この変化は,CuのK端XANES測定によって決定されるように,Cuの反応および酸化還元カップルMg/Cusの形成への関与に対応する。 Cu箔の腐食はSEMによって同定され,Cuとポリ硫化物との間の化学反応のためのCuカチオンの供給源として役立つ。 Mg/Cus酸化還元カップルはサイクル安定性が改善されたが,正極活物質としてのCusによるSの置換により理論エネルギー密度が著しく低下した。

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