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(lái)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(dòng)車(chē)行業(yè)的火爆，加上國(guó)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(chǔ)與轉(zhuǎn)化領(lǐng)域中得到了越來(lái)越多的關(guān)注,鎂元素地殼儲(chǔ)備豐富、體積能量密度高、易處理加工、安全性高等特點(diǎn),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(huì)經(jīng)濟(jì)的日益發(fā)展，鋰元素的有限儲(chǔ)備與人們對(duì)鋰離子電池的深入開(kāi)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(chǔ)與轉(zhuǎn)化領(lǐng)域中得到了越來(lái)越多的關(guān)注，鎂元素地殼儲(chǔ)備豐富、體積能量密度高、易處理加工、安全性高等特點(diǎn)，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(shí)，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(yáng)離子再分配會(huì)阻礙鎂離子在正極材料中的可逆?zhèn)鬏?，因此探索具有可逆?chǔ)鎂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(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。

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。

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(jià)格而受到越來(lái)越多的關(guān)注，近些年研究者們針對(duì)高性能鎂電解質(zhì)的開(kāi)發(fā)、嵌鎂正極材料設(shè)計(jì)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(diǎn)

●Mg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。

●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%。

●Mg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。

●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。

不過(guò)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(shí)驗(yàn)室研究的初級(jí)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(lái)了新的活力和吸引力，真正探索出鎂電池的實(shí)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(lái)會(huì)取得重大突破，造福社會(huì)。