新開發鎂離子傳導性分子結晶,可望促進全固態鎂蓄電池開發

 

刊登日期:2022/6/3
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日本靜岡大學發表成功地開發出一項由阻燃性離子液體與鎂鹽組成的鎂(Mg)離子傳導性分子結晶。此項研究成果將可望有助於實現全固態鎂蓄電池所必需之安全、高性能的固體電解質材料開發。

靜岡大學將Mg(TFSA)2與離子液體(N1111TFSA或N1122TFSA)在無溶劑條件、氬氣氣氛下以莫耳比(Mole Ratio)1:1予以混合。加熱製成無色透明熔液後,將熔液冷卻至室溫,製作出無色透明的單結晶。

接著利用單結晶粉碎後加壓成型製成的顆粒進行分子結晶的傳導率測定,並確認在30~80℃的溫度範圍內產生了離子傳導。此外,以金屬鎂做為電極進行分子結晶的鎂離子傳輸率測定後,亦確認具有鎂離子傳導性。

靜岡大學積極推動全固態鎂蓄電池的研究,期能開發出活用再生能源所必需的創新型蓄電池,但未能發現可使鎂離子在固體中高速擴散的合適固體電解質材料。過去主要以陶瓷材料為中心展開研究,但這些材料需要數百度的高溫條件以進行鎂離子傳導,因此形成實用化上的課題。

為此,靜岡大學以「分子結晶(結晶性有機物)」為研究對象,並成功地製造出在室溫附近呈現鎂離子傳導性之新型分子結晶。然而,有機分子具有可燃性,因此仍有安全性的問題。

此次成功製作出的分子結晶則是採用了阻燃性離子液體,且在80℃左右的加熱條件下表現出高鎂離子傳導性,確認可同時實現安全性提升與促進鎂離子高傳導性。

靜岡大學也開始著手探索兼具更高安全性與高鎂離子傳導性的固體電解質材料,期儘早實現全固態鎂電池的開發。

 


資料來源: https://www.shizuoka.ac.jp/news/detail.html?CN=8191
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