Challenges of a Rechargeable Magnesium Battery: A Guide to the Viability of this Post Lithium-Ion Battery

این جلد تخصصی به چالش‌های عملی می‌پردازد که تاکنون مانع تحقق تجاری یک باتری منیزیمی قابل شارژ شده‌اند، و بحث را در چارچوب باتری لیتیوم یونی از قبل ایجاد شده قرار می‌دهد. باتری‌های لیتیوم یونی در بیشتر کاربردهای برق رایج شده‌اند، که از وسایل الکترونیکی قابل حمل شروع می‌شود و به وسایل نقلیه موتوری، ذخیره‌سازی ثابت و نیروی پشتیبان گسترش می‌یابد. از زمان معرفی آنها در 25 سال پیش، آنها به آرامی جایگزین سایر مواد شیمیایی باتری شده اند. همانطور که فناوری به بلوغ رسیده است، از نظر چگالی انرژی به محدودیت های نظری خود نزدیک می شود، بنابراین تحقیق و توسعه در سراسر جهان به سرعت به سمت مطالعه شیمی باتری های جدید با اجزای ارزان تر و چگالی انرژی بالاتر می رود.
یک نامزد باتری بسیار محبوب که اخیراً مورد توجه بسیاری قرار گرفته، باتری قابل شارژ منیزیمی است. منیزیم پنج مرتبه از لیتیوم فراوان‌تر است، می‌تواند دو الکترون را در هر کاتیون جابه‌جا کند، و می‌دانیم که بدون هیچ گونه شواهدی از رشد دندریتی، به آرامی صفحه می‌شود. با این حال، بسیاری از چالش ها باقی مانده است که باید بر آنها غلبه کرد. این جلد ضروری، دیدگاهی بدون فیلتر در مورد وعده های واقع بینانه و موانع مهم برای این فناوری ارائه می دهد و بینش های کلیدی و راه حل های پیشنهادی را ارائه می دهد.

This expert volume addresses the practical challenges which have so far inhibited the commercial realization of a rechargeable magnesium battery, placing the discussion within the context of the already established lithium-ion battery. Lithium-ion batteries are becoming commonplace in most power applications, starting with portable electronics and expanding to motor vehicles, stationary storage, and backup power. Since their introduction 25 years ago, they have slowly been replacing all other battery chemistries. As the technology has matured, it is nearing its theoretical limits in terms of energy density, so research and development worldwide is quickly shifting towards the study of new battery chemistries with cheaper components and higher energy densities.
A very popular battery candidate which has generated a lot of recent interest is the magnesium rechargeable battery. Magnesium is five orders of magnitude more abundant than lithium, can move two electrons per cation, and is known to plate smoothly without any evidence of dendritic growth. However, many challenges remain to be overcome. This essential volume presents an unfiltered view on both the realistic promises and significant obstacles for this technology, providing key insights and proposed solutions.