O óxido de espinélio é um material catódico de alta pressão promissor para inserção reversível de Mg2+, e a otimização adicional do cátodo de espinélio Mg2+ requer uma compreensão abrangente e fundamental do mecanismo de migração de todos os cátions móveis (Mg2+ e Mn2+) e a evolução correspondente da estrutura principal .XRD in-situé uma das técnicas de caracterização avançadas mais populares e desenvolvidas para estudar sistemas de baterias de íons de lítio e íons de sódio em processos eletroquímicos.
Aqui, Saul H. Lapidus et al. no Laboratório Nacional de Argonne, nos Estados Unidos, projetou um novo dispositivo de bateria Operando para estudar o mecanismo de migração de cátions do cátodo MgCrMnO4, que pela primeira vez realizou a quantização precisa do conteúdo de cátions na estrutura principal de baterias multivalentes usando Operando de alta qualidadeDRXdados. Além da reversibilidade anormal da incorporação de 12% de Mg2+ em Mg1-xCrMnO4 (X≤1), incorporação parcial reversível do excesso de Mg2+ durante a descarga excessiva.
Além disso, os experimentos mostram que a reação de inserção/extração é acompanhada por uma série de redistribuição de cátions na estrutura do espinélio, o que é ainda apoiado por cálculos teóricos de DFT, e o ajuste da conversão Mg/Mn é uma forma direta de otimizar ainda mais o óxido de espinélio. eletrodo positivo de baterias de íon de magnésio.