新型鎂離子電池成功研發(fā)或許挑戰(zhàn)鋰電池電動(dòng)汽車(chē)

來(lái)源：存能電氣  日期：2020-05-09 09:56  瀏覽量：次

新型鎂離子電池成功研發(fā)或許挑戰(zhàn)鋰電池電動(dòng)汽車(chē)。近期，研究人員對(duì)電動(dòng)汽車(chē)電池的研究又邁出一步，該團(tuán)隊(duì)以鎂離子打造的電動(dòng)汽車(chē)電池，也許能跑贏鋰電池電動(dòng)汽車(chē)。由于鎂是攜帶兩個(gè)正電荷的離子，因此每次使用鎂離子作為電池材料，將可觸動(dòng)兩倍的電子。這項(xiàng)工作可為高電壓、高能量電池開(kāi)啟一個(gè)可靠的設(shè)計(jì)路徑。

新型鎂離子電池成功研發(fā)或許挑戰(zhàn)鋰電池電動(dòng)汽車(chē)

目前使用的鋰離子電池價(jià)格昂貴，使用壽命短且具有爆炸的危險(xiǎn)性。鎂離子電池比鋰離子電池相對(duì)安全、環(huán)保、能源密度較高，將廣泛應(yīng)用于下一代能源存儲(chǔ)裝置。但用于陰極使用時(shí)，鎂金屬電池與鋰二次電池一樣，無(wú)法在常溫狀態(tài)下工作，只能在60-100度高溫下使用。

鎂元素分布廣泛，因此鎂離子的電池的價(jià)格會(huì)很低廉。由于鎂離子具有兩個(gè)正電荷而鋰離子只有一個(gè)，因此鎂離子電池比鋰離子電池具有更大的儲(chǔ)能能力。單位質(zhì)量的鎂離子電池可以存儲(chǔ)更多能量，這就使汽車(chē)可以行使更長(zhǎng)的里程，使消費(fèi)電子產(chǎn)品可以使用更長(zhǎng)的時(shí)間。

鋰離子電池的限制因素之一就是它的陽(yáng)極，出于安全考慮，鋰離子電池中必須使用低容量的碳棒，因?yàn)榧冧嚥牧系年?yáng)極能夠引發(fā)危險(xiǎn)的短路甚至起火。相比之下鎂作為陽(yáng)極更加安全，因此陰極材料與鎂搭配會(huì)讓電池體積更小但儲(chǔ)存能力更強(qiáng)。

新型鎂離子電池的優(yōu)點(diǎn)

①M(fèi)g安全無(wú)污染且加工處理比鋰方便，Mg的化合物無(wú)毒或者低毒，可循環(huán)性能好，具有生物和環(huán)境友好性，屬于綠色能源。

②循環(huán)壽命性能好，（-20~80℃條件下）循環(huán)2000次后容量?jī)H損失15%。

③Mg蘊(yùn)藏豐富，價(jià)格低廉，海水和土壤中含有豐富的氯化鎂和氧化鎂提煉方便、節(jié)能。

④采用了Mg2+嵌入插層的電池相對(duì)傳統(tǒng)的鋰離子電池，不僅提高了能量密度還提高了電池的安全性，降低了成本。

新型鎂離子電池采用全新的有機(jī)材料作為負(fù)極，以膨脹石墨作為正極，將含有鎂鹽的離子液體作為電解液，利用陰離子插層反應(yīng)及雙離子的工作機(jī)制極大的提高了鎂離子電池的電壓及工作性能。

新型鎂離子電池具有非常好的倍率性能及循環(huán)性能，20C的高倍率充放電容量保持率為85%，在5C倍率下循環(huán)500次后的容量保持率為95.7％。這不僅大幅降低了電池的重量、體積及制造成本，同時(shí)對(duì)于電池的能量密度及壽命有著非常大的提升，對(duì)于整個(gè)鎂離子電池電極材料的選擇提供了全新的思路。

電池技術(shù)一直以來(lái)都是制約智能科技產(chǎn)品提升的最大障礙，鎂離子電池技術(shù)一直被認(rèn)為有可能成為延長(zhǎng)電池續(xù)航能力的最佳元素，相對(duì)于鋰來(lái)說(shuō)采購(gòu)成本更低、電池容量更大而且體積小，如果可以進(jìn)一步提高容量和耐熱性能，將有望突破電池續(xù)航瓶頸。