研究人员研发新型阴极和电解液 使高功率镁电池成为可能

长期以来，镁电池一直被认为是锂电池的理想替代品，因为它们更安全、更便宜。然而，由于电容量有限，镁电池的发展一直受到限制。据外媒报道，休斯顿大学和北美丰田研究所的研究人员开发了一种新型阴极和电解质，可用于制造大功率镁电池，使镁电池不仅能在室温下工作，而且功率密度与锂电池相当。阴极和电解质一直是影响镁电池发展的限制因素。镁离子的电荷是锂离子的两倍，但它们的离子半径非常接近。因此，在室温下，镁在电解质中的离解及其在电极中的扩散非常缓慢，导致低功率性能。解决这些挑战的方法包括改善它们在高温下的化学反应，或者以复杂的形式储存镁离子，以试图规避这一挑战。但实际上，这两种方法都不可行。

新型阴极和电解质使高功率镁电池成为可能；图片：美国休斯顿大学电子与计算机工程系教授严尧表示，研究人员通过将有机醌阴极与定制的新型硼簇电解质溶液相结合，取得了突破性成果。这位教授表示，“我们通过非均相氧化还原化学方法制造了一种不受离子解离和固态扩散阻碍的阴极，从而不再影响镁电池在室温下的有效运行。”。这种新型的氧化还原化学反应不需要固态插层，只需要储存镁，从而为镁电池的电极设计开辟了一条新途径。TRINA研究人员在镁电池领域取得了重大进展，包括开发了高度认可的基于硼簇阴离子的高效电解质。然而，这种电解质仍然对高电池循环率有影响。TRINA材料研究部首席科学家Rana Mohtadi指出，我们认为，从理论上讲，基于这些弱配位阴离子的电解质有可能支持非常高的循环速率，因此我们一直在努力改善其财产。当我们将研究重点放在溶剂上，研究如何减少溶剂与镁离子的结合并提高整体传输能力时，我们找到了一个解决方案。让我们兴奋的是，通过改进电解质镀层，即使在超高循环速率下，镁也可以保持光滑。我们认为，这一发现预示着镁电池电化学领域的一个新方向。这种新型镁电池的功率密度比以前的镁电池高出近两个数量级，可以连续运行200多次，容量保持率为82%，具有很高的稳定性。我们可以通过调整膜的性能来进一步提高循环的稳定性，增强中间捕获能力

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