日本东北大学的研究人员已经开发出一种用于可充电镁电池的新型阴极材料，可以在低温下高效充放电。这一突破利用了增强的岩盐结构和高熵策略，克服了之前在镁扩散和运输方面的挑战。

　　日本东北大学的科学家们创造了一种可充电镁电池(RMBs)的新型正极材料，在电池技术方面取得了重大突破。这种材料有助于有效的充放电过程，即使在寒冷的环境中。通过利用改进的岩盐结构，这种开创性的材料将彻底改变储能选择，使其更具成本效益，更安全，容量更高。

　　研究结果的细节发表在2024年3月15日的《材料化学杂志A》上。

　　该研究展示了镁(Mg)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Mg的迁移。通过引入七种不同金属元素的战略性混合物，研究团队创造了一种富含稳定阳离子空位的晶体结构，使Mg更容易插入和提取。

　　这是第一次将岩盐氧化物用作阴极材料。研究人员采用的高熵策略允许阳离子缺陷激活岩盐氧化物阴极。

　　突破人民币限制

　　该开发还解决了RMBs的一个关键限制- Mg在固体材料中运输的困难。到目前为止，在传统的阴极材料中，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仅在90°C下就能有效地工作，这表明所需的工作温度大大降低。

　　由于高构型熵的作用，该材料中含有许多金属元素作为阳离子。资料来源:东北大学

　　东北大学材料研究所(IMR)的教授Tomoya Kawaguchi指出了这项研究的更广泛意义。“锂是稀缺且分布不均匀的，而镁是丰富的，为锂离子电池提供了更可持续和更具成本效益的替代品。镁电池以新开发的阴极材料为特色，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，为全球向可再生能源的转变和减少碳足迹做出贡献。”

　　Kawaguchi与同样是IMR教授的Tetsu Ichitsubo合作，他说:“通过利用镁的内在优势和克服以前的材料限制，这项研究为下一代电池铺平了道路，有望对技术、环境和社会产生重大影响。”

　　最终，这一突破是在寻求高效、环保的能源存储解决方案方面迈出的重要一步。

　　参考文献:“确保阳离子空缺在岩盐氧化物中实现可逆的Mg插入/萃取”，作者:川口智也，安田雅也，内本夏美，下川光平，李鸿毅，冈本诺彦和一波哲，2024年3月15日，材料化学学报A. DOI: 10.1039/D3TA07942B