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鋰電財經(jīng)
電池市場競爭激烈,研究團(tuán)隊破解鎂電池充電挑戰(zhàn)
2018-04-13  瀏覽:378

  雖然鋰離子電池為當(dāng)今儲能主力,但目前仍有許多研究團(tuán)體與廠商試圖找出比鋰電池更穩(wěn)定與有效的儲能技術(shù),美國能源部國家再生能源實驗室(NREL)近日便成功研發(fā)出鎂固態(tài)電池,且該電池原型能量密度與材料成本皆比鋰離子電池佳。  

  鎂地球蘊含量比鋰礦更豐富、成本更低,電量也標(biāo)榜為鋰電池的兩倍,但仍有諸多障礙待跨越。  

  照理來說電池離子可透過電解質(zhì)在正負(fù)極之間流動,借由電化學(xué)反應(yīng)為電池供電,且該反應(yīng)必須是可逆的,不然無法為電池充電,但鎂電池中的碳酸鹽(carbonate)電解質(zhì)在充放電循環(huán)中容易在鎂表面形成阻擋層,阻礙電池充電。  

  雖然鎂也可以透過高腐蝕性液態(tài)電解質(zhì)充放電,但假如采用腐蝕性電解質(zhì),鎂電池將無法在高電壓下運作,也有安全疑慮。因此 NREL 研發(fā)新型電解質(zhì),將聚丙烯腈(polyacrylonitrile )與鎂離子鹽(magnesium-ion salt)混合成固態(tài)電解質(zhì),可保護(hù)鎂陽極并提升電池性能?! ?

  目前研究人員已成功打造鎂固態(tài)電池原型,研究更指出,被保護(hù)的鎂陽極也可在碳酸鹽電解質(zhì)中充電,且可提供更多能量。此外,研究團(tuán)隊除了成功研發(fā)出可循環(huán)充電的鎂電池,也提供陽極與電解質(zhì)不相容解決途徑跟破解陰極對離子的局限?! ?

  鎂本地球的含量相當(dāng)豐富,蘊藏量排名第八,且鎂為堿土金屬,價電子數(shù)為 2,與價電子數(shù)為 1 的鋰相比,可提供近兩倍電量,再加上鎂不會生成枝晶,電池不會有爆炸風(fēng)險。假如鎂電池成功推行并商業(yè)化,對需求量快速攀升的電池市場大有裨益?! ?

  NREL 材料科學(xué)科學(xué)家 Chunmei Ban 表示,居于儲能主導(dǎo)地位的鋰離子電池電量已逐漸達(dá)到頂峰,因此迫切需要找出新一代儲能技術(shù),而新型電池還必須能以更低成本提供更多電量。NREL 科學(xué)家 Seoung-Bum Son 則指出,這項發(fā)現(xiàn)有助為鎂電池未來鋪路。

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