
据外媒报导,燃料储备结合探讨中心(Joint Center for Energy Storage Research,JCESR)燃料部团队内的科研人士发觉了一款导电性最快的镁离子固态导体,向固态镁离子电池的研发及生产又迈进了一大步。 经过大批的精准测算,经探讨人士认证在密排架构(close-packed frameworks)下,镁离子的流动性相当大(~?0.01–0.1? mS ?厘米-1 at 298?K),在硒化钪镁尖晶石(magnesium scandium selenide spinel)内愈是如许。该理论估计值还表达,在其它硒化物尖晶石中,镁离子的流动性可能也很高,这位实现其它固态镁离子导体乃至研发全固态镁电池(all-solid-state magnesium battery)打开了一闪期望之门。 美国燃料部(DoE)劳伦斯伯克利国度实验室(Lawrence Berkeley National Laboratory)与阿贡国度实验室(Argonne National Laboratory)正着力于研发一款镁电池,其能量密度要超出锂电池,但该探讨源于缺乏良没有问题电解液而受阻,由于该电解液会腐蚀电池的其它部件。 相较于锂,镁有好多优点:平安性更高、矿藏资源丰富、总离子电量是锂的两倍、镁电池的理论容积(theoretical volumetric capacity)要超出惯例的锂电池。另外,镁电池的阳极采纳了镁金属,其能量密度(~?3,830 ?Ah?l?1)比石墨阳极的理论容积能量密度(~?700?Ah? l?1)及金属(2,062? Ah ?l–1)高。 然则,Mg2+及其它多价阳离子(multivalent cations)的流动性不佳,从而对锂离子、钠离子电池阴极资料的研发形成作用。Mg流动能力较差,也节制了固态屏蔽涂层(solid barrier coatings)的运用,导致电解液对电极形成腐蚀,没有办法发挥防护效用。另一方面,全固态镁电池的研发也遭到作用,而讽刺的是,该类电池却恰好缓和当今电池电解液的腐蚀难题。 该研发团队还包括麻省理工学院的科研人士,负责提供计算资源(computational resources),而阿贡国度实验室则提供了硒化钪镁尖晶石资料的焦点实验认证,并就其构造及功效做了书面归档。 阿贡国度实验室的探讨化验师(research chemist)还发展了核磁共振(nuclear magnetic resonance,NMR)光谱实验,该类测试旨在应用实认证明镁离子或能如理论探讨估计的那样,实现较高的离子流动性。
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