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蓋世汽車訊 據外媒報道，能源儲備聯(lián)合研究中心(Joint Center for Energy Storage Research，JCESR)能源部團隊內的科研人員發(fā)現了一款導電性最快的鎂離子固態(tài)導體，向固態(tài)鎂離子電池的研發(fā)及制造又邁進了一大步。

通過大量的精確測算，經研究人員驗證在密排架構(close-packed frameworks)下，鎂離子的流動性很大(~ 0.01–0.1 mS cm-1 at 298 K)，在硒化鈧鎂尖晶石(magnesium scandium selenide spinel)內更是如此。該理論預計值還表明，在其他硒化物尖晶石中，鎂離子的流動性可能也很高，這位實現其他固態(tài)鎂離子導體乃至研發(fā)全固態(tài)鎂電池(all-solid-state magnesium battery)開啟了一閃希望之門。

美國能源部(DoE)勞倫斯伯克利國家實驗室(Lawrence Berkeley National Laboratory)與阿貢國家實驗室(Argonne National Laboratory)正致力于研發(fā)一款鎂電池，其能量密度要高于鋰電池，但該研究由于缺乏良好的電解液而受阻，因為該電解液會腐蝕電池的其他部件。

相較于鋰，鎂有很多優(yōu)點：安全性更高、礦藏資源豐富、總離子電量是鋰的兩倍、鎂電池的理論容積(theoretical volumetric capacity)要高于傳統(tǒng)的鋰電池。此外，鎂電池的陽極采用了鎂金屬，其能量密度(~ 3,830 Ah l 1)比石墨陽極的理論容積能量密度(~ 700 Ah l 1)及金屬(2,062 Ah l–1)高。

然而，Mg2+及其他多價陽離子(multivalent cations)的流動性不佳，從而對鋰離子、鈉離子電池陰極材料的研發(fā)造成影響。Mg流動能力較差，也限制了固態(tài)屏蔽涂層(solid barrier coatings)的使用，導致電解液對電極造成腐蝕，無法發(fā)揮防護作用。另一方面，全固態(tài)鎂電池的研發(fā)也受到影響，而諷刺的是，該類電池卻恰恰緩解當今電池電解液的腐蝕問題。

該研發(fā)團隊還包括麻省理工學院的科研人員，負責提供計算資源(computational resources)，而阿貢國家實驗室則提供了硒化鈧鎂尖晶石材料的核心實驗驗證，并就其結構及功能做了書面歸檔。

阿貢國家實驗室的研究化驗師(research chemist)還進行了核磁共振(nuclear magnetic resonance，NMR)光譜實驗，該類測試旨在利用實驗證明鎂離子或能如理論研究預計的那樣，實現較高的離子流動性。