ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ，（ｂ）ＰＡｎ
采用溶胶一凝胶法制备Ｍｇ－．０３Ｍｏｏ．９７Ｓｉ０４并同时进行原位碳包覆，首次将其作为镁二次电池的正 Ｍ）电解液中，该材料表现出良好的电化学充 放电行为，放电平台提升到１．６ Ｖ（ｖｓ．Ｍｇ／Ｍ９２＋），小电流充放电条件（Ｃ／１００）下放电容量可达２４３．９
极材料。实验结果表明，在Ｍｇ（Ａ１Ｃ１２ＥｔＢｕ）２佃Ｆ（ｏ．２５
２２次循环后容量保持大约７８％（相对第二次放电容量）．
＾己。叫嚣兰ｏ＿≯
Ｓｐｅｃｉｆｉｃ
ｃａｐａｃｉｔｙ（ｍＡ
ｈ
９１）
图３扣式镁电池的电压一容量曲线（ａ）ＣＳＭ／ＰＡｎ复合体，（ｂ）ＰＡｎ
Ｆｉｇ．３ Ｔｙｐｉｃａｌ ｖｏｌｔａｇｅ－ｃａｐａｃｉｔｙ
ｃｕｒｖｅｓ
ｏｆｃｏｉｎ—ｔｙｐｅ
Ｍｇ ｃｅｌｌｓ（ａ）ＣＳＭ／ＰＡｎ
ｍＡｈ・９１（理论容量的７８％）．这些研究结果为镁二次电池正极材料结构设计提供了新的思路．
本研究为国家９７３计划（２００７ＣＢ２０９７００）和国家自然科学基金（２０６０３０２２）资助项目。
参考文献：ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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Ｅ－ｍａｉｌ：ｙａｎｇｊ７２３鳓ｔｕ．ｅｄｕ．ｃｎ）
锂和镁二次电池的研究与比较
作者： 作者单位： 杨军， 冯真真， 王久林， 努丽燕娜 上海交通大学化学化工学院,上海,20024
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扬笙’，冯真真，王久林，努丽燕娜
４９０ ５００ ５１０ ５２０
５∞５∞５翮弱０
５７０
Ｔｉｍｅ∞
图ｌ充放电循环２５０次后，处于沉积态的电池静置７２ｈ，镁从银基质上溶出
Ｆｉｇ．１ Ｄｉｓｓｏｌｕｔｉｏｎ
ｏｆｍａｇｎｅｓｉｕｍ台伽ｔｈｅ ｓｉｌｖｅｒ ｓｕｂｓｔＩ．ａｔｅ ａｆｔｅｒ
ａ ｒｅｓｔ ｔｉｍｅ ｏｆ ７２ ｈ ｆｏｒ ２５０ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ—ｄｉｓｓｏｌｕｔｉｏｎ ｃｙｃｌｅｓ ｕｎｄｅｒｇｏｅｓ
【６】Ｃｈｕｓｉｄ Ｏ．，Ｇｏｆｅｒ Ｙ，Ｇｉｚｂａｒ Ｈ．，ｅｔ ａ１．Ａｄｖ．Ｍａｔｃｒ．２００３，ｌ ５：６２７ 【７】Ｌｅ Ｄ．Ｂ．，Ｐａｓｓｅｒｉｎｉ Ｓ．，Ｃｏｕｓｔｉｇｌ＂Ｅ，ｅｔ ａ１．Ｃｈ弧．Ｍａｔｅｒ．１ ９９８，ｌ Ｏ：６８２ 【８】Ｍａｋｉｎｏ Ｋ．，Ｋａｔａｙａｒｎａ Ｙ，Ｍｉｕｒａ Ｔ．，ｃｔ ａ１．Ｐｏｗｅｒ Ｓｏｕｒｃｅｓ，２００ ｌ，９９：６６ 【９】Ｎｏｖｆｉｋ Ｐ．，ｌｍｈｏｆ １Ｌ，Ｈａａｓ Ｏ．Ｅｌｅｃｔｒｏｅｈｉｍ．Ａｃｔａ，ｌ ９９９，４５：３５ ｌ 【１０】Ｇｒｅｇｏｒｙ Ｔ．Ｄ．，Ｈｏｆｆｍａｎ ＩＬ Ｊ．，Ｗｉｎｔｅｒｔｏｎ １Ｌ Ｃ．Ｊ．Ｅｌｃｃｔｒｏｃｈａｎ．Ｓｏｃ．１９９０，１３７：７７５
Ｓｔｕｄｙ ａｎｄ Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ ｏｆ Ｒｅｃｈａｒｇｅａｂｌｅ Ｌｉｔｈｉｕｍ ａｎｄ
Ｊｕｎ Ｙａｎｇ，Ｚｈｅｎｚｈｅｎ Ｆｅｎｇ，Ｊｉｕｌｉｎ
Ｍａｇｎｅｓｉｕｍ
Ｃｅｌｌｓ
Ｗａｎｇ，Ｙａｎｎａ Ｎｕｌｉ
Ｔｏｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ，２００２４０
（Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆＣｈｅｍｉｓｔｒｙ＆Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ Ｊｉａｏ
ａ
ｃｅｌｌ ｗｈｉｃｈ
图２在４５０℃热处理得到的导电含硫储锂正极材料的充放电曲线
Ｆｉｇ．２ Ｃｈａｒｇｅ ａｎｄ ｄｉｓｃｈａｒｇｅ ｐｒｏｆｉｌｅ ｏｆ ＣＳＭ ｃａｔｈｏｄｅ ｍａｔｅｒｉａｌ ｆｏｒ ｒｅｃｈａｒｇｅａｂｌｅ ｌｉｔｈｉｕｍ ｃｅｌｌ
正极材料方面，在开发和研究导电含硫储锂材料（ＣＳＭ）（见图２）和聚阴离子型储锂材料的基
础上，设计并制备了导电含硫材料／聚苯胺储镁复合劫（ＣＳＭ／ＰＡｎ），以及具有正交结构的
１０６４
Ｈ．００５
Ｍ９１．０３Ｍｎｏ．９７Ｓ１０４。ＣＳＭ在Ｍｇ（Ａ１Ｃ１２ＥｔＢｕ）２／ＴＨＦ（０．２５ Ｍ）电解液中表现出一定的电化学性能，将其与
ＰＡｎ．复合并掺杂Ｃｕ（ＩＩ）后，放电比容量和电化学可逆性大大提高（见图３），容量可达１１７．３ ｍＡｈ・９１，
Ｈ一００５
锂和镁二次电池的研究与比较
（上海交通大学化学化工学院，上海，２００２４０，Ｅ－ｍａｉｌ：ｙａｎｋ７２３刨ｔｔｚ．ｅｄｕ．册）
锂离子电池已经得到广泛应用，索尼公司开发的基于锂合金复合负极的高能电池也已经开始推向 市场．另一方面，由于镁的自然资源非常丰富，价格比锂低得多，安全性更高，而且理论比容量（２２０５ ｍＡｌｌ・茸１）较大［１埘，镁二次电池也应该是一种有良好前景的化学电源．对镁二次电池的研究，主要集 中于可实现镁可逆沉积的非水电解液及可嵌／入．Ｍ９２＋的正极材料。Ａｕｒｂａｃｈ等【３巧１研究开发了可用于镁 ＝次电池的新型电解液，其中以Ｍｇ（Ａ１Ｃ１２ＢｕＥ０２／ＴＨＦ（０．２５ｍｏｌ・Ｌ。）的性能最好，极大的推进了镁二次 电池的发展。正极材料方面，主要尝试的是过渡金属的硫化物或氧化物等【１，６－９］．因为Ｍ９２＋电荷密度 较大，具有很强的溶剂化现象，Ｍ９２＋比Ｌｉ＋嵌入的速率也就更低【ｌ们．因此，研究开发镁二次电池正极 材料具有很大的挑战性，也是决定该类电池能否成功的关键所在． 从锂和镁的对角相似性出发ｊ我们研究和比较了锂和镁的合金化现象以及相关电池材料的性质。 例如，我们发现在不同金属基质（Ａｇ，Ｎｉ，Ｃｕ）上镁沉积一溶出的效果不同。镁在银基质上沉积一溶 出的效果最佳，过电位小，可逆性好，银一镁合金ｍ＂－Ａ９３Ｍｇ）的生成促进了镁在银上的沉积，图ｌ 表明了金属镁和合金中镁的电化学溶出特性。同样，锂也能与Ａｇ电化学合金化。