El óxido de espinela es un material de cátodo de alta presión prometedor para la inserción reversible de Mg2+, y una mayor optimización del cátodo de espinela de Mg2+ requiere una comprensión integral y fundamental del mecanismo de migración de todos los cationes móviles (Mg2+ y Mn2+) y la correspondiente evolución de la estructura principal. .XRD in situes una de las técnicas de caracterización avanzada más populares y desarrolladas para estudiar sistemas de baterías de iones de litio y de sodio en procesos electroquímicos.

Aquí, Saul H. Lapidus et al. en el Laboratorio Nacional Argonne en los Estados Unidos diseñó un nuevo dispositivo de batería Operando para estudiar el mecanismo de migración de cationes del cátodo MgCrMnO4, que por primera vez logró la cuantificación precisa del contenido de cationes en la estructura principal de baterías multivalentes mediante el uso de Operando de alta calidad.XRDdatos. Además de la reversibilidad anormal de la incrustación de 12% de Mg2+ en Mg1-xCrMnO4 (X≤1), la incrustación reversible parcial del exceso de Mg2+ durante la sobredescarga.

Además, los experimentos muestran que la reacción de inserción/extracción va acompañada de una serie de redistribución de cationes en la estructura de espinela, lo que está respaldado por cálculos teóricos de DFT, y ajustar la conversión de Mg/Mn es una forma directa de optimizar aún más el óxido de espinela. Electrodo positivo de baterías de iones de magnesio.