新型高倍率鎂離子電池或比鋰離子電池更具發(fā)展?jié)摿?/p>

來源：存能電氣  日期：2020-08-14 11:24  瀏覽量：次

新型高倍率鎂離子電池或比鋰離子電池更具發(fā)展?jié)摿ΑｋS著新能源特別是電動車行業(yè)的火爆，加上國家政策的大力扶持，不斷地可以看到某款新材料電池研制成功，某種新材料被應(yīng)用等等的消息?？沙涫芥V離子電池在能源存儲與轉(zhuǎn)化領(lǐng)域中得到了越來越多的關(guān)注,鎂元素地殼儲備豐富、體積能量密度高、易處理加工、安全性高等特點,使得鎂電池具有非常大的發(fā)展?jié)摿Α?/span>

新型高倍率鎂離子電池或比鋰離子電池更具發(fā)展?jié)摿?/span>

當(dāng)今，鋰離子電池在便攜式電子設(shè)備、交通運(yùn)輸、環(huán)境保護(hù)及航空航天等領(lǐng)域得到極其廣泛的運(yùn)用，隨著社會經(jīng)濟(jì)的日益發(fā)展，鋰元素的有限儲備與人們對鋰離子電池的深入開發(fā)的需求之間的矛盾日益激烈，極大地限制了鋰離子電池的發(fā)展。

可充式新型高倍率鎂離子電池在能源存儲與轉(zhuǎn)化領(lǐng)域中得到了越來越多的關(guān)注，鎂元素地殼儲備豐富、體積能量密度高、易處理加工、安全性高等特點，使得鎂電池具有非常大的發(fā)展?jié)摿?。在安全性，成本和性能相比，鎂離子電池都比鋰電池表現(xiàn)更好。

與此同時，鎂離子電池較高的核電荷數(shù)與離子半徑的比值導(dǎo)致其具有較強(qiáng)的極化作用，與正極材料中離子的靜電作用及主體材料中陽離子再分配會阻礙鎂離子在正極材料中的可逆?zhèn)鬏敚虼颂剿骶哂锌赡鎯︽V的正極材料是鎂電池發(fā)展的關(guān)鍵因素之一。

相關(guān)研究批露，新型鎂基雙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％。這種全新技術(shù)的出現(xiàn)，不僅大幅降低了電池的重量、體積及制造成本，同時對于電池的能量密度及壽命有著非常大的提升，對于整個鎂離子電池電極材料的選擇提供了全新的思路。

由于鎂離子具有兩個正電荷而鋰離子只有一個，因此鎂離子電池比鋰離子電池具有更大的儲能能力。單位質(zhì)量的鎂離子電池可以存儲更多能量，這就使汽車可以行使更長的里程，使消費(fèi)電子產(chǎn)品可以使用更長的時間。

可充電鎂電池因具有比鋰離子電池更高的安全性和更低廉的價格而受到越來越多的關(guān)注，近些年研究者們針對高性能鎂電解質(zhì)的開發(fā)、嵌鎂正極材料設(shè)計以及電解質(zhì)-負(fù)極界面改性等方面投入了大量研究，許多技術(shù)壁壘也不斷被突破。

新型鎂離子電池的優(yōu)點

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

●循環(huán)壽命性能好，（-20~80℃條件下）循環(huán)2000次后容量僅損失15%。

●Mg蘊(yùn)藏豐富，價格低廉，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。

●采用了Mg2+嵌入插層的電池相對傳統(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。

不過值得注意的是：可充電新型高倍率鎂電池的研究依然處于實驗室研究的初級階段，盡管高水平研究論文給可充電鎂電池領(lǐng)域的研究帶來了新的活力和吸引力，真正探索出鎂電池的實際應(yīng)用道路依然坎坷且渺茫。這需要該領(lǐng)域的科研研究不斷探索和發(fā)掘新理論、新材料、新策略和新電池體系，希望可充電鎂電池在不久的將來會取得重大突破，造福社會。