美研发新导体硒化钪镁尖晶石将助力全固态镁离子电池研发

据外媒报道，联合储能研究中心（JCESR）能源部门团队的研究人员发现了一种导电性最快的镁离子固体导体，这为固体镁离子电池的开发和制造又迈出了一大步。

通过大量精确的计算，研究人员已经证实，镁离子在紧密堆积的框架下具有很强的流动性（在298k下约0.01–0.1 ms cm-1），尤其是在硒化镁钪尖晶石中。该理论的预测值也表明，镁离子在其他硒化物尖晶石中的流动性可能较高，这为实现其他固体镁离子导体，甚至开发全固态镁电池打开了希望之门。劳伦斯伯克利国家实验室和美国能源部阿贡国家实验室正在努力开发一种比锂电池能量密度更高的镁电池，但由于缺乏良好的电解质，这项研究受到阻碍，因为电解质会腐蚀电池的其他部分。与锂相比，镁具有许多优点：安全性更高，矿产资源丰富，总离子功率是锂的两倍，镁电池的理论容量高于传统锂电池。此外，镁电池的阳极采用金属镁，其能量密度（~3830 AHL1）高于石墨阳极（~700 AHL1）和金属的理论体积能量密度（2062 AHL–1）。然而，Mg2+和其他多价阳离子的流动性较差，这影响了锂离子和钠离子电池正极材料的研发。镁的流动性差也限制了固体阻挡涂层的使用，导致电解质对电极的腐蚀，不能起到保护作用。另一方面，全固态镁电池的研发也受到了影响，但具有讽刺意味的是，这种电池恰恰缓解了当今电池电解液的腐蚀问题。研发团队还包括麻省理工学院的研究人员，他们负责提供计算资源，而阿贡国家实验室提供了硒化钪镁尖晶石材料的核心实验验证，并以书面形式提交了其结构和功能。阿贡国家实验室的研究化学家也进行了核磁共振（NMR）光谱实验，旨在证明镁离子可以实现理论研究预测的高离子迁移率。据外媒报道，联合储能研究中心（JCESR）能源部门团队的研究人员发现了一种导电性最快的镁离子固体导体，这为固体镁离子电池的开发和制造又迈出了一大步。

通过大量精确的计算，研究人员已经证实，镁离子在紧密堆积的框架下具有很强的流动性（在298k下约0.01–0.1 ms cm-1），尤其是在硒化镁钪尖晶石中。该理论的预测值也表明，镁离子在其他硒化物尖晶石中的流动性可能较高，这为实现其他固体镁离子导体，甚至开发全固态镁电池打开了希望之门。劳伦斯伯克利国家实验室和美国能源部阿贡国家实验室正在努力开发一种比锂电池能量密度更高的镁电池，但由于缺乏良好的电解质，这项研究受到阻碍，因为电解质会腐蚀电池的其他部分。与锂相比，镁具有许多优点：安全性更高，矿产资源丰富，总离子功率是锂的两倍，镁电池的理论容量高于传统锂电池。此外，镁电池的阳极采用金属镁，其能量密度（~3830 AHL1）高于石墨阳极（~700 AHL1）和金属的理论体积能量密度（2062 AHL–1）。然而，Mg2+和其他多价阳离子的流动性较差，这影响了锂离子和钠离子电池正极材料的研发。镁的流动性差也限制了固体阻挡涂层的使用，导致电解质对电极的腐蚀，不能起到保护作用。另一方面，全固态镁电池的研发……

也受到了影响，但具有讽刺意味的是，这种电池只是缓解了当今电池电解液的腐蚀问题。研发团队还包括麻省理工学院的研究人员，他们负责提供计算资源，而阿贡国家实验室提供了硒化钪镁尖晶石材料的核心实验验证，并以书面形式提交了其结构和功能。阿贡国家实验室的研究化学家也进行了核磁共振（NMR）光谱实验，旨在证明镁离子可以实现理论研究预测的高离子迁移率。

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