據(jù)了解,東京理科大學(簡稱“東理”)的Idemoto教授團隊研制了取代鈷的MgNiO2材料,是一種新型陰極材料,使得鎂電池有望代替二次鋰電池,并應(yīng)用于手機、平板電腦、電動汽車等設(shè)備中。
眾所周知,電池主要是由陽極、陰極和電解液三部分組成的,它們相互發(fā)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,所以電子只能外電路傳導,產(chǎn)生電流。如果陰陽極材料不能在吸收或脫落電子的話,電池就會沒法工作了。因此,我們得利用某些材料的反向運行外部電力,進行逆轉(zhuǎn)此類化學反應(yīng),從而使材料回到原來狀態(tài)。
東理大學研究者開發(fā)了MgNiO2材料,實現(xiàn)鎂電池的高能量密度。由于鎂電池毒性低、易實現(xiàn)逆轉(zhuǎn)反應(yīng),使得人們對利用鎂作為高能量陽極材料產(chǎn)生了興趣。
為了使鎂電池擁有更高的質(zhì)量,在標準實驗室技術(shù)的基礎(chǔ)上,Idemoto團隊利用“反向共沉淀法”合成了此種新型鹽。為了研究萃取鹽的結(jié)構(gòu)和晶格成像,研究員用了中子和同步X射線光譜學,并對巖鹽種類進行理論計算和模擬,表明此類巖鹽具有正極材料所需的“充放電行為”,使得他們選出能量最穩(wěn)定的結(jié)構(gòu),來確定鎂、鎳和鈷離子在巖鹽結(jié)構(gòu)中的排列。
此外,研究者還用三極電池和參考電極在不同條件下進行充放電測試,發(fā)現(xiàn)可根據(jù)鎂的成分和鎳/鈷的比例來控制電池特性,具有較高可靠性。
除了鎂電池有望成為下一代電池外,還有含氧化鎢材料的鋰電池也可能成為未來的候選。