日本西南大學(xué)（TohokuUniversity）的團(tuán)隊(duì)取得電池技術(shù)停頓。據(jù)外媒報(bào)道，該校鉆研人員開收回新型可充電鎂電池（RMB）陰極資料，即使在高溫下也能高效充放電。這種翻新資料應(yīng)用了增強(qiáng)型巖鹽結(jié)構(gòu)，有望成功更經(jīng)濟(jì)、更安保、容量更高的儲(chǔ)能處置打算。 這項(xiàng)鉆研標(biāo)明，鎂在巖鹽結(jié)構(gòu)中的分散有了相當(dāng)大的改善。這是一個(gè)關(guān)鍵性停頓，由于以往這種結(jié)構(gòu)中的原子密度會(huì)阻礙鎂遷徙。經(jīng)過添加含有七種不同金屬元素的關(guān)鍵混合物，該團(tuán)隊(duì)創(chuàng)立了富含穩(wěn)固陽離子空位的晶體結(jié)構(gòu)，使鎂更易于嵌入和提取。 這是初次將巖鹽氧化物用作RMB陰極資料。鉆研人員駁回了高熵戰(zhàn)略，以促成陽離子毛病激活巖鹽氧化物陰極。這一停頓還處置了RMB的一個(gè)關(guān)鍵疑問，即鎂在固體資料中傳輸艱巨。到目前為止，鎂的遷徙率在傳統(tǒng)陰極資料中（如尖晶石結(jié)構(gòu)資料）須要經(jīng)過高溫來提高。如今，這項(xiàng)鉆研開發(fā)的資料僅在90°C下就能有效上班，從而標(biāo)明所需的上班溫度顯著降落。 西南大學(xué)資料鉆研所（IMR）傳授TomoyaKawaguchi指出，這項(xiàng)鉆研具備更寬泛的影響。鋰資源稀缺且散布不均，而供應(yīng)短缺的鎂為鋰離子電池提供了更可繼續(xù)、更具老本效益的代替品。借助新開發(fā)的陰極資料，鎂電池將在各種運(yùn)行中施展關(guān)鍵作用，包含電網(wǎng)存儲(chǔ)、電動(dòng)汽車和便攜式電子設(shè)施，為世界向可再活潑力轉(zhuǎn)型和縮小碳排放做出奉獻(xiàn)。 IMR另一位傳授TetsuIchitsubo示意：這項(xiàng)鉆研應(yīng)用鎂的外在長(zhǎng)處，并打破了以前的資料局限性。這為開發(fā)下一代電池鋪平了路線，有望發(fā)生嚴(yán)重的技術(shù)、環(huán)境和社會(huì)影響。 總之，在尋求高效、環(huán)保的儲(chǔ)能處置打算方面，這一打破是向前邁出的關(guān)鍵一步。

研究人員發(fā)現(xiàn)新型正極材料 有望讓鎂電池替代鋰離子電池

據(jù)外媒報(bào)道，現(xiàn)代生活對(duì)電的依賴越來越強(qiáng)，而對(duì)電力的不斷需求也使得人們對(duì)更環(huán)保、更便攜的能源需求越來越高。 盡管風(fēng)能和太陽能電池板是非常有前景的替代能源，但是由于此類能源的產(chǎn)量會(huì)受外部因素影響，因而非常不可靠。 因此，從能源配置和經(jīng)濟(jì)角度來看，高能量的二次電池（可充電電池或蓄電池）才是未來的發(fā)展方向。 東京理科大學(xué)（Tokyo University of Science）的Idemoto教授帶領(lǐng)一組研究員，通過合成一種新型電極材料（金屬化合物），成功逆轉(zhuǎn)了離子的化學(xué)反應(yīng)，解決了能源的浪費(fèi)問題，為下一代可充電鎂電池的生產(chǎn)奠定了重要基礎(chǔ)。 研究人員對(duì)該發(fā)現(xiàn)非常樂觀，表示：“我們合成了一種巖鹽，具有作為下一代二次電池正極材料的巨大潛力。 ” 電池是最受歡迎的便攜式能源，由三個(gè)基本部件組成 – 陽極、陰極和電解液，該三部分相互發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，陽極產(chǎn)生額外的電子（氧化），電子被陰極吸收（還原），從而產(chǎn)生氧化還原反應(yīng)。 由于電解液抑制了陽極和陰極之間的電子流動(dòng)，電子會(huì)優(yōu)先在外部電路流動(dòng)，從而導(dǎo)致電流或“電”流動(dòng)。 當(dāng)陰極/陽極中的材料不能再吸收/脫落電子時(shí)，電池就“死了”。 但是，有些材料利用反向運(yùn)行的外部電力，能夠逆轉(zhuǎn)此類化學(xué)反應(yīng)，從而使材料回到原來的狀態(tài)，此類可充電電池即手機(jī)、平板電腦和電動(dòng) 汽車 等設(shè)備中的電池。 東京理科大學(xué)的Idemoto教授及其同事合成了取代鈷的MgNiO2材料，有潛力成為新型陰極材料。 Idemoto教授表示：“我們專注于使用多價(jià)鎂離子作為可移動(dòng)離子的可充電鎂電池，有望實(shí)現(xiàn)能量密度高的下一代可充電電池。 ”最近，由于鎂電池毒性低、容易實(shí)現(xiàn)逆轉(zhuǎn)反應(yīng)，使人們對(duì)利用鎂作為高能量密度可充電電池的陽極材料產(chǎn)生了極大的興趣。 但是，由于缺乏合適的互補(bǔ)型陰極和電解液，很難實(shí)現(xiàn)。 在標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室技術(shù)的基礎(chǔ)上，研究人員利用“反向共沉淀法”合成了此種新型鹽，而且可從水溶液中提取此種新型巖鹽。 為了研究萃取鹽的結(jié)構(gòu)和晶格成像，研究人員采用了中子和同步X射線光譜學(xué)，換句話說，他們研究了粉末樣品在中子或x射線照射下產(chǎn)生的衍射圖樣，同時(shí)，對(duì)巖鹽種類進(jìn)行理論計(jì)算和模擬，此類巖鹽具有正極材料所需的“充放電行為”，使得他們能夠根據(jù)生成的100個(gè)對(duì)稱不同候選結(jié)構(gòu)中能量最穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，來確定鎂、鎳和鈷正離子在巖鹽結(jié)構(gòu)中的排列。 除了結(jié)構(gòu)分析，研究人員還用三極電池和已知的參考電極在各種條件下進(jìn)行充放電測(cè)試，以了解巖鹽作為鎂充電電池正極材料的電化學(xué)性能，發(fā)現(xiàn)可以根據(jù)鎂的成分和鎳/鈷的比例來控制電池的特性。 進(jìn)行的結(jié)構(gòu)和電化學(xué)分析使研究人員能夠展示巖鹽可作為正極材料，以及在不同環(huán)境下具有可靠性。 目前，二次電池行業(yè)主要以鋰離子電池為主，在 汽車 和便攜式設(shè)備中用于電力存儲(chǔ)。 但是，此類電池的能量密度和電力存儲(chǔ)能力有限。 然而，Idemoto教授表示，新型二次鎂電池作為高能量密度的二次電池，有能力替代鋰離子電池。