美研發新導體硒化鈧鎂尖晶石將助力全固態鎂離子電池研發

據外媒報道，聯合儲能研究中心（JCESR）能源部門團隊的研究人員發現了一種導電性最快的鎂離子固體導體，這為固體鎂離子電池的開發和制造又邁出了一大步。

通過大量精確的計算，研究人員已經證實，鎂離子在緊密堆積的框架下具有很強的流動性（在298k下約0.01–0.1 ms cm-1），尤其是在硒化鎂鈧尖晶石中。該理論的預測值也表明，鎂離子在其他硒化物尖晶石中的流動性可能較高，這為實現其他固體鎂離子導體，甚至開發全固態鎂電池打開了希望之門。勞倫斯伯克利國家實驗室和美國能源部阿貢國家實驗室正在努力開發一種比鋰電池能量密度更高的鎂電池，但由于缺乏良好的電解質，這項研究受到阻礙，因為電解質會腐蝕電池的其他部分。與鋰相比，鎂具有許多優點：安全性更高，礦產資源豐富，總離子功率是鋰的兩倍，鎂電池的理論容量高于傳統鋰電池。此外，鎂電池的陽極采用金屬鎂，其能量密度（~3830 AHL1）高于石墨陽極（~700 AHL1）和金屬的理論體積能量密度（2062 AHL–1）。然而，Mg2+和其他多價陽離子的流動性較差，這影響了鋰離子和鈉離子電池正極材料的研發。鎂的流動性差也限制了固體阻擋涂層的使用，導致電解質對電極的腐蝕，不能起到保護作用。另一方面，全固態鎂電池的研發也受到了影響，但具有諷刺意味的是，這種電池恰恰緩解了當今電池電解液的腐蝕問題。研發團隊還包括麻省理工學院的研究人員，他們負責提供計算資源，而阿貢國家實驗室提供了硒化鈧鎂尖晶石材料的核心實驗驗證，并以書面形式提交了其結構和功能。阿貢國家實驗室的研究化學家也進行了核磁共振（NMR）光譜實驗，旨在證明鎂離子可以實現理論研究預測的高離子遷移率。據外媒報道，聯合儲能研究中心（JCESR）能源部門團隊的研究人員發現了一種導電性最快的鎂離子固體導體，這為固體鎂離子電池的開發和制造又邁出了一大步。

通過大量精確的計算，研究人員已經證實，鎂離子在緊密堆積的框架下具有很強的流動性（在298k下約0.01–0.1 ms cm-1），尤其是在硒化鎂鈧尖晶石中。該理論的預測值也表明，鎂離子在其他硒化物尖晶石中的流動性可能較高，這為實現其他固體鎂離子導體，甚至開發全固態鎂電池打開了希望之門。勞倫斯伯克利國家實驗室和美國能源部阿貢國家實驗室正在努力開發一種比鋰電池能量密度更高的鎂電池，但由于缺乏良好的電解質，這項研究受到阻礙，因為電解質會腐蝕電池的其他部分。與鋰相比，鎂具有許多優點：安全性更高，礦產資源豐富，總離子功率是鋰的兩倍，鎂電池的理論容量高于傳統鋰電池。此外，鎂電池的陽極采用金屬鎂，其能量密度（~3830 AHL1）高于石墨陽極（~700 AHL1）和金屬的理論體積能量密度（2062 AHL–1）。然而，Mg2+和其他多價陽離子的流動性較差，這影響了鋰離子和鈉離子電池正極材料的研發。鎂的流動性差也限制了固體阻擋涂層的使用，導致電解質對電極的腐蝕，不能起到保護作用。另一方面，全固態鎂電池的研發……

也受到了影響，但具有諷刺意味的是，這種電池只是緩解了當今電池電解液的腐蝕問題。研發團隊還包括麻省理工學院的研究人員，他們負責提供計算資源，而阿貢國家實驗室提供了硒化鈧鎂尖晶石材料的核心實驗驗證，并以書面形式提交了其結構和功能。阿貢國家實驗室的研究化學家也進行了核磁共振（NMR）光譜實驗，旨在證明鎂離子可以實現理論研究預測的高離子遷移率。

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