電動汽車用高能蓄電池需要高容量的蓄電池陰極。新型的鋰過量的富鎂陰極有望取代現(xiàn)有的鎳富集的陰極，但是了解鎂和氧如何適應(yīng)高壓下的電荷存儲對于其成功適應(yīng)至關(guān)重要。由華威大學(xué)WMG領(lǐng)導(dǎo)的研究與美國研究人員合作，進(jìn)行了一系列X射線研究，以確定氧離子而不是鎂離子正在促進(jìn)電荷存儲。

到2030年，僅電動汽車將投入生產(chǎn)，這意味著制造商競相制造出價格合理且可高效充電的高能電池，但傳統(tǒng)的電池陰極無法達(dá)到500Wh/Kg的目標(biāo)

鋰過量的陰極能夠達(dá)到500Wh/Kg，但釋放其全部容量意味著了解如何在高壓下存儲電荷。

華威大學(xué)WMG領(lǐng)導(dǎo)的一項新的X射線研究解決了金屬和氧氣如何促進(jìn)高壓下電荷存儲的問題。

電動汽車有一天將在道路上占主導(dǎo)地位，并且對于消除二氧化碳排放至關(guān)重要，但是汽車制造商面臨的主要問題是如何制造一種價格合理的，持久耐用的高能量密度電池，該電池可以快速，高效地充電。因此，正在爭相制造具有500Wh/Kg儲能目標(biāo)的EV電池，但是如果不使用新的正極材料，就不可能實現(xiàn)這些目標(biāo)。

盡管在過去的10年中不斷取得進(jìn)步，以推動用于電動汽車的最先進(jìn)的富鎳陰極的性能，但該材料無法提供所需的能量密度。為了增加容量，需要使用更多的鋰，這意味著要超出鎳存儲電子電荷的能力。

富鋰的富鎂陰極提供足夠的能量密度，但要最終達(dá)到500Wh/Kg的儲能目標(biāo)，我們需要了解電子電荷如何存儲在材料中。簡而言之，就是存儲在鎂或氧位上的電子電荷。

在2月17日今天發(fā)表在《ACS能源快報》上的論文《富錳堿性過量陰極中的錳被氧化嗎？》中，來自沃里克大學(xué)WMG的研究人員克服了一個重要的里程碑，了解了鋰過量的富鎂陰極。

涉及常規(guī)和非常規(guī)氧化還原的鋰過量化合物，常規(guī)是指改變其電子密度的金屬離子。在氧氣（或氧氣氧化還原）上可逆地改變電子密度而不形成氧氣的情況是非常規(guī)的氧化還原。文獻(xiàn)中描述了涉及兩種機制的不同機制的各種計算模型，但是最終需要在電池循環(huán)（操作數(shù)）時進(jìn)行仔細(xì)的X射線研究以驗證這些模型。

由華威大學(xué)WMG領(lǐng)導(dǎo)的英國和美國之間的研究人員進(jìn)行了操作X射線研究，以精確量化高壓下的鎂和氧種類。他們演示了X射線束如何不可逆地驅(qū)動高度氧化的鎂（Mn7+）不可逆地將氧氣吸附在其他材料中。

但是，通過進(jìn)行仔細(xì)的操作X射線研究，可以避免光束損壞，并且在電池循環(huán)過程中僅在鋰過量的陰極中充電時觀察到痕量的Mn7+形成。

華威大學(xué)WMG的路易斯·派珀教授解釋說：

“我們最終解決了氧氣而不是金屬氧化還原正在推動更高的容量的問題，這意味著我們現(xiàn)在可以設(shè)計更好的策略來改善此類材料的循環(huán)和性能?！?/p>