比鋰電池更高效的鎂電池應(yīng)用又有新突破-瑞達國際集團

　　比鋰電池更高效的鎂電池應(yīng)用又有新突破

　　比鋰更適合做電池的金屬鎂

　　鎂的成本遠低于鋰，理論上每單位鎂離子電池的能量密度(energydensity)，是鋰離子電池的170%之多。然而，當(dāng)使用了內(nèi)含鹽、有機溶劑(organicsolvent)的電解質(zhì)后，鎂離子電池的運作效能卻不如鋰離子電池，且只有在使用特定溶劑時，鎂離子電池才能在高溫下運作。從2012年開始全球的科學(xué)家們就開始破解鎂電池工業(yè)化使用問題，去年10月份韓國忠南大學(xué)教授SongSeung-wan和研究團隊開發(fā)出一款創(chuàng)新負極材料，能讓鎂離子電池成真。Song的研究團隊制作了Mg2Sn合金負極材料，能夠克服限制，開發(fā)出鎂離子充電電池。團隊稱，最新的負極材料在充放電過程中能維持電解質(zhì)穩(wěn)定，不會像過去的鎂金屬負極那樣輕易氧化。

　　中科院上海硅酸鹽所鎂電池又有新突破

　　來自中國科技的力量

　　為了避免二價鎂離子緩慢晶格內(nèi)遷移的問題，中國科學(xué)院上海硅酸鹽研究所研究員李馳麟團隊在前期工作中已開發(fā)了鋰驅(qū)動多硫化物正極轉(zhuǎn)換反應(yīng)的大容量雙鹽鎂基電池(Adv.Funct.Mater.2015，25)，同時提出了陰離子嵌入激活、反應(yīng)中心外露的鎂基電池體系(Adv.Funct.Mater.2015，25)。近日，該團隊在動力學(xué)改善的鎂硫電池研究中取得重要進展。研究人員選擇金屬有機框架化合物ZIF67為前驅(qū)體，制備了一種Co、N異質(zhì)原子共摻雜的分級多孔碳作為硫宿主材料，實現(xiàn)了鎂硫電池的倍率和循環(huán)性能的顯著升級。在1C倍率下，該鎂硫電池表現(xiàn)出優(yōu)異的循環(huán)穩(wěn)定性，首次放電容量可達600mAh/g，200次循環(huán)后容量仍保持在400mAh/g左右。在更高的5C倍率下，電池仍然具有300-400mAh/g的可逆容量。為繼續(xù)提升電化學(xué)性能，研究人員采用還原氧化石墨烯修飾的隔膜來優(yōu)化電池構(gòu)架，進一步限制了多硫化物的穿梭，電池在0.1C電流密度下可運行250次循環(huán)以上，顯著提高了鎂硫電池的循環(huán)穩(wěn)定性。

　　該項成果最近發(fā)表在《先進材料》上

　　為繼續(xù)提升電化學(xué)性能，研究人員采用還原氧化石墨烯修飾的隔膜來優(yōu)化電池構(gòu)架，進一步限制了多硫化物的穿梭，電池在0.1C電流密度下可運行250次循環(huán)以上，顯著提高了鎂硫電池的循環(huán)穩(wěn)定性。鎂硫電池優(yōu)異的電化學(xué)性能受益于多重因素的協(xié)同作用，如異質(zhì)摻雜有利于鎂硫電池在充放電過程中多硫化物的吸附和催化分解，在非親核性鎂電解液中添加鋰鹽和氯離子有利于抑制鎂負極表面鈍化和提高電解液活性，充放電模式調(diào)節(jié)和隔膜修飾有利于緩減和控制多硫化物的損失，抑制其穿梭效應(yīng)。

　　金屬鎂，中國礦產(chǎn)豐富

　　鎂電池的科普小知識：

　　相比鋰電池，鎂電池有哪些優(yōu)勢呢?據(jù)《科技日報》報道，首先，鋰的熔點約為180攝氏度，而鎂的熔點高達約650攝氏，因而鎂電池更為安全。其次，鋰是稀有金屬，而鎂的蘊藏量比鋰豐富的多，因此鎂的價格更低。再次，用鎂開發(fā)出的蓄電池充電量和放電電壓更高。據(jù)參考消息網(wǎng)報道，鎂的采購成本僅為稀有金屬鋰的1/25，以致鎂電池的材料成本得到大幅削減;同時，鎂電池的容量較大，比較容易實現(xiàn)小型化，大小只有原來的一半左右，有望成為替代鋰電池的新一代電池。

　　近幾年隨著全球科學(xué)家們的不斷嘗試和努力，未來鎂電池工業(yè)化正慢慢向我們走來，當(dāng)新能源領(lǐng)域還在布局鋰電池電動車的手，科技的進步正在開始淘汰性能較低的鋰電池，科技改變生活，技術(shù)促進時代的發(fā)展，關(guān)注小編，小編為您帶來不一樣的科技感受!