可充电镁电池(RMB)作为一种储能解决方案,因其潜在的更高能量密度和在地壳中丰富的储量,已引起广泛关注,其性能甚至超越了锂离子电池。然而,由于缺乏合适的正极材料,这项技术的商业化进程受到阻碍。为了解决这一问题,科学家们设计了用于可充电镁电池的无序岩盐氧化物,本文将对此进行详细介绍。
目前,日本东北大学的研究人员已经研制出一种新型的RMB正极材料。该材料采用了一种增强型岩盐结构,即使在低温下也能实现高效的充放电。
他们的研究显著改善了镁在岩盐结构中的迁移方式。这是一项重要的进展,因为在这种结构中原子间距很小,镁的迁移十分困难。让我们来看看研究人员发现的以下几个关键点:
该研究的主要作者川口智也表示:“采用新开发的阴极材料的镁电池有望在电网储能、电动汽车和便携式电子设备等各种应用中发挥关键作用,从而有助于全球向可再生能源转型并减少碳足迹。 ”
这是岩盐氧化物首次被用作RMBs正极材料。这项新技术也解决了RMBs的一个主要局限性——镁在固态材料中难以移动。此前,需要极高的温度才能提高镁在传统正极材料(例如尖晶石结构材料)中的迁移率。
另外,还可以看看东北大学的这项研究——机械耐久性纳米多孔石墨烯可以改善钠离子电池的性能。
核心亮点
- 研究人员 创建了战略 7 种不同金属元素的混合物 (Mg0.35Li0.3Cr0.1Mn0.05Fe0.05Zn0.05Mo0.1O).
- 他们制作了一种晶体结构,其中具有许多稳定的空间,方便镁进出。
- 他们发现,当他们在第一次充电时取出锂离子时,会在岩盐结构中产生大量阳离子空位。这有利于镁在后续循环中移动。
- 日本东北大学研究人员开发的材料 即使在 90° C 的温度下也能正常工作。 它清楚地表明了在相对较低的温度下使用它的可能性。
- 研究人员发现 新材料的可逆容量约为90mAh g-1。
- 此外,在 10.4° 摄氏度下,该材料在 1 mA g-2.0 和 2V 条件下对 Mg90+/Mg 表现良好。
- 尖晶石氧化物阴极的工作温度为150°C。因此,这个温度相对而言要低得多。
最终,无序岩盐氧化物在可充电镁电池方面的突破对于开发更高效、更环保的能源存储解决方案来说是非常重要的一步。



