研究人员发现,新的阴极材料应该用镁电池代替锂离子电池。
栏目:行业动态 发布时间:2019-06-17 02:15
(资料来源:东京科学大学)据国外媒体报道,现代生活越来越依赖电力,而对电力的不断需求已经使人们对越来越多的环保和便携能源的需求更高。虽然风能和太阳能电池板是非常...


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(资料来源:东京理科大学)

据国外媒体报道,现代生活越来越依赖电力,对电力的不断需求使人们对绿色和便携式能源的需求越来越高。虽然风能和太阳能电池板是非常有前途的替代品,但它们不可靠,因为它们受外部因素的影响。因此,从能源分配和经济的角度来看,高能二次电池(可充电电池或电池)是未来的发展方向。东京理科大学的Idemoto教授带领一组研究人员成功地逆转了离子的化学反应,合成了一种新的电极材料(金属化合物),解决了浪费能源和下一代可充电镁的问题。电池生产已经建立了重要的基础。研究人员非常乐观地说,“我们合成了一种岩盐,它具有作为下一代二次电池阴极材料的巨大潜力。”

电池是最流行的便携式电源。它由三个基本组件组成 - 阳极,阴极和电解质。这三个部分彼此发生化学反应,阳极产生额外的电子(氧化),电子被阴极吸收(还原)。氧化还原反应。由于电解质抑制阳极和阴极之间的电子流动,电子优先在外部电路中流动,产生“电”电流或通量。当阴极/阳极处的材料不再能够吸收/掉落电子时,电池“死”。

然而,一些材料使用反向操作的外部能量来逆转这些化学反应,使材料恢复到其原始状态。这些可充电电池是诸如手机,平板电脑和电动车辆之类的设备中的电池。

东京理科大学的Idemoto教授及其同事合成了钴取代的MgNiO2材料,该材料有可能成为新的阴极材料。 Idemoto教授说:“我们的重点是使用多价镁离子(如移动离子)的可充电镁电池,预计将推出具有高能量密度的下一代可充电电池。”最近,镁电池毒性低,易于反转。人们对使用镁作为具有高能量密度的可充电电池的阳极材料非常感兴趣。然而,由于缺乏合适的互补阴极和电解质,难以实现。

基于标准实验室技术,研究人员使用“反向共沉淀法”合成了新盐,并从水溶液中提取新盐。为了研究提取盐的结构和晶格图像,研究人员同时使用了X射线和中子光谱。换句话说,他们研究了在中子或X射线照射下同时在岩盐上由尘埃样品产生的衍射图案。物质如岩盐的理论计算和模拟具有正极材料所需的“加载和卸载行为”,允许它们基于所产生的100个对称候选结构中最稳定的能量结构来确定镁,镍和钴阳离子。粗盐结构的安排。

除结构分析外,研究人员还使用三电极电池和已知参比电极在各种条件下进行加载和放电测试,以了解蛋黄作为可充电镁电池正极材料的电化学性质,并发现它可以基于镁和镍的成分。钴的比例控制着电池的特性。结构和电化学分析使研究人员能够证明岩盐可以用作正极材料,并且在不同环境中可靠。

目前,二次电池工业主要基于锂离子电池,并用于汽车和便携式设备中的能量存储。然而,这些电池的能量密度和能量储存能力有限。然而,Idemoto教授表示,新型二次电池镁作为高能量密度的二次电池,具有更换锂离子电池的能力。

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