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Cathode Materials and Chemistries for Magnesium Batteries: Challenges and Opportunities

Li, Zhenyou und Häcker, Joachim und Fichtner, Maximilian und Zhao-Karger, Zhirong (2023) Cathode Materials and Chemistries for Magnesium Batteries: Challenges and Opportunities. Advanced Energy Materials, 13 (27), Seite 2300682. Wiley. doi: 10.1002/aenm.202300682. ISSN 1614-6832.

[img] PDF - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
13MB

Offizielle URL: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/aenm.202300682

Kurzfassung

Rechargeable magnesium batteries hold promise for providing high energy density, material sustainability, and safety features, attracting increasing research interest as post-lithium batteries. With the progressive development of Mg electrolytes with enhanced (electro-)chemical stability, tremendous efforts have been devoted to the exploration of high-energy cathode materials. In this review, recent findings related to Mg cathode chemistry are summarized, focusing on the strategies that promote Mg2+ diffusion by targeting its interaction with the cathode hosts. The critical role of the cathode-electrolyte interfaces is elaborated, which remains largely unexplored in Mg systems. The approaches to optimization of cathode-electrolyte combinations to unlock the kinetic limitations of Mg2+ diffusion, enabling fast electrochemical processes of the cathodes, are highlighted. Furthermore, representative conversion chemistries and coordination chemistries that bypass bulk Mg2+ diffusion are discussed, with particular attention given to their key challenges and prospects. Finally, the hybrid systems that combine the fast kinetics of the monovalent cathode chemistries and high-capacity Mg anodes are revisited, calling for further practical evaluation of this promising strategy. All in all, the aim is to provide fundamental insights into the cathode chemistry, which promotes the material development and interfacial regulations toward practical high-performance Mg batteries.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/198579/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Cathode Materials and Chemistries for Magnesium Batteries: Challenges and Opportunities
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Li, ZhenyouKarlsruhe Institute of Technology (KIT)https://orcid.org/0000-0001-9624-2124NICHT SPEZIFIZIERT
Häcker, JoachimJoachim.Haecker (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-2031-9898NICHT SPEZIFIZIERT
Fichtner, Maximilianm.fichtner (at) kit.eduhttps://orcid.org/0000-0002-7127-1823NICHT SPEZIFIZIERT
Zhao-Karger, Zhirongzhirong.zhao-karger (at) kit.eduhttps://orcid.org/0000-0002-7233-9818NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:11 Mai 2023
Erschienen in:Advanced Energy Materials
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:13
DOI:10.1002/aenm.202300682
Seitenbereich:Seite 2300682
Verlag:Wiley
ISSN:1614-6832
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Magnesium Batteries, Battery, Cathodes, Review,
HGF - Forschungsbereich:Energie
HGF - Programm:Materialien und Technologien für die Energiewende
HGF - Programmthema:Elektrochemische Energiespeicherung
DLR - Schwerpunkt:Energie
DLR - Forschungsgebiet:E SP - Energiespeicher
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):E - Elektrochemische Speicher, E - Materialen für die elektrochemische Energiespeicherung
Standort: Stuttgart
Institute & Einrichtungen:Institut für Technische Thermodynamik > Elektrochemische Energietechnik
Hinterlegt von: Häcker, Joachim
Hinterlegt am:19 Dez 2023 17:23
Letzte Änderung:21 Dez 2023 09:34

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