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TIME: 2019-01-02 新聞資訊

来自A * STAR高性能计算研究所的Man-Fai Ng和同事Pei Shan Emmeline Yeo研究了一种可能的镁离子电池正极材料，以克服普通电源锂離子電池的一些问题。

锂離子電池的限制包括低功率和有限的电池寿命，如果将锂用作负电极或“阳极”，则可以显着改善电池寿命。然而，这会产生安全问题，如在电池充电和放电期间，可能会在金属阳极表面形成微观的锂纤维（称为树枝状晶体）。如果这些枝晶到达阴极或正极，则电池会短路并着火。“商用锂離子電池使用石墨作为阳极来防止这个问题，”Ng说。“但权衡的是石墨的能量密度较低。”另一方面，镁金属不形成枝晶，并且除了具有比锂金属更高的体积能量密度之外，还更加丰富 – 降低了原材料的成本。

因此，鎂離子（Mg離子）電池有望成爲下一代電池，因爲它們成本低，安全且能量密度高，Ng解釋說。然而，與鎂離子電池相關的一個特別挑戰是找到合適的陰極材料。典型的锂離子陰極材料與鎂離子不相容，因爲它在陰極材料中插入/離開鎂離子的動力學遲緩。因此，鎂離子電池的性能很低，沒有實際用途。

Ng和Yeo使用超級計算機建模來掃描潛在的陰極材料，並確定一維钼硫屬化物鹵化物納米線作爲有希望的候選者。在所研究的納米線中，具有分子式（Mo 6 Se 6）的硒化钼納米線因其快速離子插入動力學和中等良好的充電容量而表現出最佳的電池性能。

該團隊計劃與實驗小組合作驗證這一理論預測，並繼續使用第一原理建模技術尋找潛在的鎂離子電池陰極材料。Ng說，第一原理建模是電池研究的有力工具，因爲它可以准確地研究電極和電解質材料的結構和電子特性; 以及不同材料之間的相互作用。更重要的是，他說它可以用于快速篩選具有所需特性的材料，以加快尋找有用材料，使鎂離子電池更快地成爲現實。

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