Magnesiumbatterien – ein Aufruf an Synthesechemiker: Elektrolyte und Kathoden dringend gesucht

Abstract

Magnesiummetall ist ein hervorragendes Anodenmaterial mit einem negativen Reduktionspotential von −2.37 V gegen die Standardwasserstoffelektrode, dessen volumenspezifische Kapazität doppelt so hoch ist wie die von Lithiummetall. Ein Hauptvorteil gegenüber Lithiummetall ist, dass während des Aufladens kein Dendritenwachstum stattfindet. Dieser Aufsatz befasst sich mit aktuellen Entwicklungen bei Elektrolyten und Kathoden, und es werden wesentliche Herausforderungen auf dem Weg zu einer praktikablen Magnesiumbatterie diskutiert.

Halide‐Based Materials and Chemistry for Rechargeable Batteries

“…MgCo 2 O 4 , MgMn 2 O 4 ) cathode materials compared to the lithium‐ion insertion in LiCoO 2 or Li 2 Mn 2 O 4 . Many efforts devoted to RMBs have been discussed and summarized in previous reviews . One potential obstacle to the feasibility of RMBs is the need to develop electrolyte solutions that enable reversible Mg deposition/dissolution .…”

“…The magnesium battery is regarded as a promising alternative technology going beyond the lithium‐ion battery because of the merits of the Mg metal anode, including the higher volumetric energy density (3833 mAh cm −3 compared to 2061 for Li), dendrite‐free Mg deposition, and large elemental abundance . However, the discovery of an electrolyte that can effectively transfer Mg ions and has sufficient stability has been the primary challenge for the development of magnesium batteries .…”

Solvent Effects on the Reversible Intercalation of Magnesium‐Ions into V2O5 Electrodes

“…However, the persistent desire for power sources that can deliver high energy with long‐term stability which can power the most portable devices, especially electric vehicles, has led many research groups to look for alternative electrochemical systems that may exhibit higher energy density than the commercially available Li‐ion batteries ,. Not less important is the desire to develop battery chemistries that make use of abundant and cheap raw materials, as well as less polluting ones.…”

Halogenid‐basierte Materialien und Chemie für wiederaufladbare Batterien

“…B. MgCo 2 O 4 , MgMn 2 O 4 ) verglichen mit der Lithium‐Ionen‐Insertion in LiCoO 2 oder Li 2 Mn 2 O 4 . Viele Bestrebungen, die RMBs entgegengebracht wurden, wurden in Übersichtsartikeln erörtert und zusammengefasst . Ein potenzielles Hindernis in der Umsetzbarkeit von RMBs ist die Notwendigkeit, Elektrolytlösungen zu entwickeln, die eine reversible Mg‐Ablagerung/Auflösung ermöglichen .…”

“…Die Magnesium‐Batterie wird als vielversprechende alternative Technologie angesehen, die dank der Vorzüge der Mg‐Metall‐Anode, darunter die höhere volumetrische Energiedichte (3833 mAh cm −3 verglichen zu 2061 für Li), Dendrit‐freie Mg‐Abscheidung und große Elementhäufigkeit, die Lithium‐Batterie übertrifft . Dennoch stellt die Entdeckung eines Elektrolyten, welcher effektiv Mg‐Ionen übertragen kann und ausreichende Stabilität aufweist, die vorrangige Herausforderung für die Entwicklung von Magnesiumbatterien dar .…”