阳极电解策略启用Fe/FeCl2电极用于可扩展的Fe/FeCl2-石墨盐电池

科学领域:

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背景情况:

• 铁/FeCl2 - 石墨盐电池由于寿命长,操作温度低,成本效益高,因此具有大规模储能潜力.
• 目前的局限性包括缺乏可扩展的制备方法和Fe/FeCl电极的氧化还原稳定性不足,阻碍了实际应用.

研究的目的:

• 开发一个可扩展和可靠的Fe/Fe2+负电极的制备策略,用于Fe/FeCl2 - 石墨融盐电池.
• 为了解决FeCl₂作为这些电池中的活性物质的氧化还原稳定性问题.

主要方法:

• 引入一种电化学阳极电解 (EAE) 策略,使用一个AlAlCl₃/NaCl/LiCl_{Fe系统进行Fe → Fe²⁺转换.}
• 在电极表面形成保护性氧化膜,以防止溶解.
• 验证EAE策略在静电和静电过程中,以及在容量扩大的电池中.

主要成果:

• 经过7000次低极化 (∼29 mV) 的循环,EAE准备的Fe/Fe2+电极显示出0.72 mAh/cm2的稳定容量.
• 潜在静电EAE电极在1000次循环后达到14mAh,保持85%的电容和98%的库伦比效率.
• 可扩展性证明,容量扩展的电池在1000个循环后达到155.1 mAh (94%的保留率),生产率为68.6 m2 / day.

结论:

• 该EAE策略有效地提高了盐电池Fe/Fe2+电极的氧化还原稳定性和循环寿命.
• 这种方法提供了一个可扩展和可靠的方法,用于准备先进的负电极.
• 成功组装0.42Ah的Fe/FeCl2石墨电池为这种储能技术的商业化铺平了道路.