L'oxyde de spinelle est un matériau cathodique à haute pression prometteur pour l'insertion réversible de Mg2+, et une optimisation plus poussée de la cathode spinelle de Mg2+ nécessite une compréhension complète et fondamentale du mécanisme de migration de tous les cations mobiles (Mg2+ et Mn2+) et de l'évolution correspondante de la structure principale. .DRX in situest l’une des techniques de caractérisation avancées les plus populaires et les plus développées pour l’étude des systèmes de batteries lithium-ion et sodium-ion dans les processus électrochimiques.
Ici, Saul H. Lapidus et al. au Laboratoire National d'Argonne aux États-Unis, a conçu un nouveau dispositif de batterie Operando pour étudier le mécanisme de migration des cations de la cathode MgCrMnO4, qui a pour la première fois réalisé la quantification précise de la teneur en cations dans la structure principale des batteries multivalentes en utilisant un Operando de haute qualitéDRXdonnées. En plus de la réversibilité anormale de l'incorporation de 12 % de Mg2+ dans Mg1-xCrMnO4 (X≤1), une incorporation réversible partielle de l'excès de Mg2+ lors d'une décharge excessive.
De plus, les expériences montrent que la réaction d'insertion/extraction s'accompagne d'une série de redistribution des cations dans la structure spinelle, qui est en outre étayée par des calculs théoriques DFT, et l'ajustement de la conversion Mg/Mn est un moyen direct d'optimiser davantage l'oxyde spinelle. électrode positive des batteries magnésium-ion.