低共熔混合熔盐法合成镁电池新型正极材料MgxMySiO4及其电化学储镁可逆性研究

高性能可充镁电池的发展需要开发容量大、动力学性能良好的正极材料。本项目提出将聚阴离子型 （M为Fe、Mn、Ni，x+y=2）材料作为可充镁电池的新型正极材料，利用 和M-O-Si键产生的大空间和稳定的三维框架结构，来完成 可逆地脱嵌。拟通过低共熔混合熔盐作反应介质，利用其低共熔点来降低反应温度，合成结晶性好、颗粒形貌规则、分散性好、粒度均匀的纳米 材料。探明低共熔混合熔盐法制备 纳米材料的主要影响因素与反应机理。研究 材料与镁反应的电化学机理，探讨材料结构、晶型、形貌、粒径、组分、M原子对电化学性能的影响规律，确定具有放电电压高、容量大、循环性能优异、动力学性能良好的 正极材料体系。通过上述研究，为高性能可充镁电池的深入研究和广泛应用奠定基础。

本项目通过低共熔混合熔盐作反应介质，利用其低共熔点来降低反应温度，合成了结晶性好、颗粒形貌规则、分散性好、粒度均匀的纳米MgxMySiO4材料。研究了低共熔混合熔盐法制备MgxMySiO4纳米材料的主要影响因素与反应机理、MgxMySiO4材料与镁反应的电化学机理，探讨了材料结构、晶型、形貌、粒径、组分、M原子对电化学性能的影响规律；为了进一步提高MgxMySiO4正极的速率性能，制备了含有介孔和多孔结构的MgxMySiO4材料，研究了孔结构对电化学性能的影响；并结合项目进展状况，系统研究了金属、碳集流体对“一代” (Mg(AlCl2BuEt)2/THF)、“二代” ((PhMgCl)2-AlCl3/THF)可充镁电池电解液阳极氧化分解电位和镁沉积-溶出性能的影响。确定了具有放电电压高、容量大、循环性能优异、动力学性能良好的MgxMySiO4正极材料体系。通过这些研究，为高性能可充镁电池的深入研究和广泛应用奠定了一些基础。