東理研製MgNiO2 有望鎂電池替代鋰電池

據瞭解,東京理科大學(簡稱“東理”)的Idemoto教授團隊研製了取代鈷的MgNiO2材料,是一種新型陰極材料,使得鎂電池有望代替二次鋰電池,並應用於手機、平板電腦、電動汽車等設備中。

鋰電池圖片

眾所周知,電池主要是由陽極、陰極和電解液三部分組成的,它們相互發生氧化還原反應。由於電解液抑制了陽極和陰極之間的電子流動,所以電子只能外電路傳導,產生電流。如果陰陽極材料不能在吸收或脫落電子的話,電池就會沒法工作了。因此,我們得利用某些材料的反向運行外部電力,進行逆轉此類化學反應,從而使材料回到原來狀態。

東理大學研究者開發了MgNiO2材料,實現鎂電池的高能量密度。由於鎂電池毒性低、易實現逆轉反應,使得人們對利用鎂作為高能量陽極材料產生了興趣。

為了使鎂電池擁有更高的品質,在標準實驗室技術的基礎上,Idemoto團隊利用“反向共沉澱法”合成了此種新型鹽。為了研究萃取鹽的結構和晶格成像,研究員用了中子和同步X射線光譜學,並對岩鹽種類進行理論計算和模擬,表明此類岩鹽具有正極材料所需的“充放電行為”,使得他們選出能量最穩定的結構,來確定鎂、鎳和鈷離子在岩鹽結構中的排列。

此外,研究者還用三極電池和參考電極在不同條件下進行充放電測試,發現可根據鎂的成分和鎳/鈷的比例來控制電池特性,具有較高可靠性。

除了鎂電池有望成為下一代電池外,還有含氧化鎢材料的鋰電池也可能成為未來的候選。

黃色氧化鎢圖片

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