用于电网级存储的可充电镁电池

可充电镁电池(RMBs)由于其潜在的高能量密度和地壳中丰富的镁元素而成为锂离子电池以外的能量存储设备。然而，由于缺乏合适的阴极材料，这种技术的商业化一直受到阻碍。现在，日本东北大学的研究人员已经开发出一种新型的RMBs阴极材料，利用增强型岩盐结构，即使在低温下也能实现高效充放电。 

他们的研究展示了镁在岩盐结构中的扩散有了相当大的改善，这是一个关键的进步，因为这种结构中的原子密度以前阻碍了镁的迁移。通过引入七种不同金属元素(Mg0.35Li0.3Cr0.1Mn0.05Fe0.05Zn0.05Mo0.1O)的战略性混合物，研究人员创造了一种富含稳定阳离子空位的晶体结构，使镁的插入和提取更容易。他们报告说，在第一次充电中提取锂离子会导致岩盐结构中大量的阳离子空缺，促进镁(Mg)在随后的循环中扩散。这是第一次将岩盐氧化物用作阴极材料。该开发还解决了RMBs的一个关键限制-镁在固体材料中运输的困难。到目前为止，在传统的阴极材料(如尖晶石结构的阴极材料)中，提高镁的迁移率需要高温。然而，日本东北大学研究人员公布的这种材料据称可以在90摄氏度下有效工作，这表明所需的工作温度大大降低。研究人员报告说，这种新材料在电流密度为10.4 mA g−1，电位约为2.0 V vs. Mg2+/Mg时，在90℃下产生了约90 mA h g−1的可逆容量，与之前报道的在150℃下工作的尖晶石氧化物阴极相比，这是一个相对较低的温度。该研究的主要作者Tomoya Kawaguchi说:“以新开发的阴极材料为特征的镁电池，将在各种应用中发挥关键作用，包括电网存储、电动汽车和便携式电子设备，有助于全球向可再生能源的转变和减少碳足迹。”

来源：pv magazine