《新型鎂基尖晶石鎂離子電池的設計合成及同步輻射研究》是依託北京大學，由黃偉峰擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：新型鎂基尖晶石鎂離子電池的設計合成及同步輻射研究
- 依託單位：北京大學
- 項目負責人：黃偉峰
- 項目類別：青年科學基金項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
隨著電動交通工具等熱霸充大型儲能體系的不斷推廣，發展更高能量密度的可充放儲能器件變得尤為迫切。鑒於鋰資源愉習有限性和分布不均勻性，發展其他二次電池成為必然趨勢。金屬臘煮判員鎂和鋰擁有相類似的物化性質，且理論容量更高。因此，新型鎂離子電池的設計合成及其基礎科學問題的深入研究，對於人們日常生活和國家工業發展都具有重要意義。本項目擬採用第一性原理計算對鎂基尖晶石電極材料進行有效篩選，設騙旋驗計合成上述材料，並最佳化合成條件實現合成可控的目標。採用原位同步輻射X射線吸收/衍射技術對鎂離子電池充旋只槳放電過程進行監控，研究鎂基尖晶石類材料在脫嵌鎂離子過程中的結構相變、Mg2+遷移路徑和局域結構的變化情況，揭示其脫嵌鎂離子的相關動力學機制。並結合電鏡，光電子能譜和電化學測試等技術進一步揭示此類材料的結構和性能構效關係。為進一步設計合成新型鎂離子電池電極材料提供理論和實驗基礎，為下一代能源轉換與儲存技術的發展奠定更加紮實的基礎。
結題摘要
鋰電池已經成為我們生活中不可缺少的一部分，但隨著其套用的不斷推廣，也越來越受限於鋰資源的短缺。相比傳統鋰離子電池，鎂離子電池具有鎂資源豐富、價格低、電極電位低、能量密度高、安全無污染等優點。因此，開發實用性的鎂離子電池也在近年成為了新型二次電池發展方向上的研究熱點。目前，通過該項目的支持，我們主要通過第一性原理計算對尖晶石兵員歡類礦物質進行了有效篩選，從理論上預測出了四方相MgMn2O4、立方相MgCo0.5Mn1.5O4等多種新型鎂離子電池的電極材料。然後通過相關的化學譽尋酷故合成手段，對目標產物進行了合理設計，通過調節各類反應條件，如反應物種類、濃度、反應時長、反應溫度等參數，實現了對材料形貌、尺寸等的可控合成。具體是利用濕化學法合成出了四方相MgMn2O4、MgMn2-xCoxO4系列（0）
