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研究人员发现新型正极材料镁电池有望替代锂离子电池
时间:2021-02-18 23:41 点击次数:
本文摘要:据国外媒体报道,现代生活对电力的依赖更加强烈,电力的巨大市场需求使得人们对更环保、更便携的能源需求更低。风能和太阳能电池板虽然是很有前景的替代能源,但是它们的输出不会受到外界因素的影响,所以非常不可靠。 因此,从能源配置和经济性来看,高能二次电池(可充电电池或蓄电池)是未来的发展方向。以东京科技大学的Idemoto教授为首的一批研究人员通过制备新的电极材料(金属化合物)成功战胜了离子的化学反应,解决了能源浪费问题,为下一代可充电镁电池奠定了最重要的基础。

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据国外媒体报道,现代生活对电力的依赖更加强烈,电力的巨大市场需求使得人们对更环保、更便携的能源需求更低。风能和太阳能电池板虽然是很有前景的替代能源,但是它们的输出不会受到外界因素的影响,所以非常不可靠。

因此,从能源配置和经济性来看,高能二次电池(可充电电池或蓄电池)是未来的发展方向。以东京科技大学的Idemoto教授为首的一批研究人员通过制备新的电极材料(金属化合物)成功战胜了离子的化学反应,解决了能源浪费问题,为下一代可充电镁电池奠定了最重要的基础。

研究人员对这一发现非常悲观,并回答说:“我们已经制备了一种岩盐,作为下一代二次电池的负极材料,具有很大的潜力。”电池是最受欢迎的便携式能源,它由三个基本组件组成——阳极、阴极和电解质。这三种成分再次相互反应,阳极产生额外的电子(水解),电子被阴极吸收(还原),产生水解还原反应。由于电解质诱导阳极和阴极之间的电子流运动,电子不会优先在外部电路中流动,从而产生电流或电流。

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当阴极/阳极中的材料不再能吸收/裂解电子时,电池被“杀死”。但有些材料利用抵消操作的外在力量,需要化败为胜,才能让材料恢复原状。

这种充电电池是手机、平板电脑、电动车中的电池。东京科学大学的Idemoto教授和他的同事们制备了MgNiO2材料来代替钴,这有可能成为一种新的阴极材料。

Idemoto教授回应:“我们专注于多价镁离子作为移动离子的可充电镁电池,未来将打造下一代低能量密度的可充电电池。”近年来,由于镁电池毒性较低,更容易构建化败为胜的反应,人们对使用镁作为低能量密度可充电电池的阳极材料产生了极大的兴趣。

然而,由于缺乏合适的有序阴极和电解质,难以构建。在标准实验室技术的基础上,研究人员通过“偏置共沉淀法”制备了这种新型盐,这种新型岩盐可以从水溶液中提取。

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为了研究提取盐的结构和晶格光学,研究人员使用中子和实时x光光谱。换句话说,他们研究了粉末样品在中子或x光阳光下的衍射图案。

同时,对岩盐类型进行了理论计算和模拟。这类岩盐具有负极材料所要求的“不道德的充放电”,这使得他们需要根据分解的100个平面不同候选结构中能量最稳定的结构来确认岩盐中存在镁、镍、钴正离子,除了结构分析外,研究人员还用三极电池和未知参比电极进行了各种条件下的充放电试验, 为了了解岩盐作为镁可充电电池负极材料的电化学性能,并发现电池特性可以根据镁的组成和镍钴比来控制。结构和电化学分析使研究人员有必要表明岩盐可以用作阳极材料,并在不同环境中具有可靠性。目前,锂离子电池主要用于汽车的储能和二次电池行业的便携式设备。

然而,这种电池的能量密度和储能容量是有限的。但Idemoto教授回应称,新型二次镁电池作为一种低能量密度的二次电池,具有替代锂离子电池的能力。


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