氯离子电池镁负极材料的制备与电化学性能的研究文献综述

 2021-09-25 20:32:41

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文献综述

一　引言

随着能源和环境问题的日益突出，人们的节能观念逐渐增强，清洁能源倍受关注。现在很多类的电池不仅使用寿命短，而且还容易污染环境，这对二次电池提出了更高的要求。二次电池是多次反复使用的电池，因此这里的二次实际上是多次的意思。二次电池又称为可充电电池或蓄电池。

化学电源主要由正极、负极和电解质组成。二次电池工作时，正极和负极发生的反应均为可逆反应，因此使用电池后，可用充电方式使两个电极的活性回复到初态，这样电池能再次使用，实现放电过程。二次电池的重要特征就是反复充放电，基本的反应式如下：

电能化学能 热能

当电池充电时，电能转变为化学能贮存在电池中，同时伴随着放热过程。电池工作时，化学能转变为电能，实现向负荷供电，伴随着吸热过程。虽然电池反应总带有能量传输，但实际电池反应式中，往往省略热量变化，因为我们只关心物质组成的变化。

对于二次电池，性能参数很多，主要有四个指标：工作电压，电池放电曲线上的平台电压；电池容量：常用安时（Ah）或毫安时（mAh）表示；工作温区：电池正常放电的温度范围；循环寿命，电池正常工作的充放电次数。电池的性能可由电池特性曲线考虑，这些工作曲线就为充电曲线、放电曲线、充放电循环曲线、温度曲线和储存曲线。电池的安全性由特定的安全检测进行评估。二次电池能够反复运用，符合经济实用原则，这是最大优点，自然人们最青睐二次电池。目前关于二次电池的研究比较多，尤其是锂离子电池更是因为其高的能量密度和环境友好等优点成为最热门的二次电池。然而我们要提出的氯离子电池，它不仅具有比锂离子电池更高的能量密度，而且氯离子传导体系可以采用丰富的储量元素，这在成本上也是大大降低了的[1]。

二主要二次电池的种类和研究概况

目前，基于阳离子或阴离子传导的二次电池体系已被报道，如H /OH-、Li 、Li /TFSI-、Na 、Mg2 、Zn2 、Al3 、F-等电池。就市场上的主流产品和研究热点来说，有以下几种二次电池：锂离子电池、锂硫电池、镁电池、钠电池等。具有高能量密度、高倍率性能和环保锂离子电池在二次电源领域中发挥着重要作用，并占有最大的市场份额，也是未来二次电池发展的主要方向。另外，因丰富的钠资源，与锂离子具有类似嵌入化学的钠离子电池也得到了很多研究。当然，直接使用镁金属作为作为阳极的镁电池，其能量密度也很高，并且具有十分丰富的资源，所以这也是一种很好的选择。下面就详细介绍下这几种二次电池的研究概况[2]。

2.1锂离子电池

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