用于高密度储能的新型金属氧化物镁电池

由德州农工大学化学家Sarbajit Banerjee领导的多机构科学家团队发现了一种特殊的金属氧化物镁电池正极材料，使研究人员更接近于提供电池，该电池有望在安全性方面取得突破性发展，并提供更高的储能密度，与无处不在的锂离子(Li-ion)同类产品相比，成本和性能更高。

Banerjee在2月1日发表在《化学》杂志上的团队论文中说：“全球范围内推动可再生能源的发展受到储能载体的限制。”《化学》是由Cell Press撰写的以化学为重点的新期刊。“目前，锂离子技术占主导地位;但是，锂的安全性和长期供应仍是令人严重关注的问题。相反，镁比锂丰富得多，熔点更高，充电时形成光滑的表面，并且具有如果能够确定合适的阴极，则可以提供超过五倍的能量密度增加。”

具有讽刺意味的是，该团队的未来解决方案取决于旧锂离子阴极材料五氧化二钒的重新设计形式，他们证明了这种材料能够可逆地插入镁离子。

“我们实质上已经重新配置了原子，为镁离子提供了不同的传播途径，从而获得了一种可行的阴极材料，可以在电池放电和充电过程中轻松地将其插入和取出，” Banerjee说。

通过根据设计方法将镁离子的位置限制在相对不舒服的原子位置上，从而实现了这种罕见的现象，该方法基于五氧化二钒的制备方法-一种称为亚稳的特性。这种亚稳定性有助于防止镁离子滞留在材料中，并且在许多次充电-充电循环后，材料的降解程度可忽略不计，从而促进了其电荷存储能力的完全收获。

插层的来龙去脉

Banerjee是得克萨斯州A&M化学系的戴维森科学教授和材料科学与工程系的附属教员，多年来一直致力于更好地理解离子嵌入(离子嵌入是锂等离子的关键过程)和镁会从插层电池中移入和移出其他材料。