鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:6079次 | 2018年12月16日
中國(guó)研發(fā)出新型鎂電池,容量超鋰電池4倍
近期,中國(guó)電池研究人員姚炎在相關(guān)報(bào)告中指出,他們將納米結(jié)構(gòu)的陰極和對(duì)鎂電解質(zhì)的新認(rèn)識(shí)結(jié)合在一起,終于在鎂電池的研發(fā)上取得一定的成效!而這項(xiàng)工作早在2014年就已經(jīng)開(kāi)始進(jìn)行,歷時(shí)數(shù)年,涉及3所大學(xué)和3個(gè)國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)家,并投入了大量的精力,終于初見(jiàn)成效!
據(jù)了解,這種新型電池通過(guò)將一氯化鎂注入到一個(gè)宿主體內(nèi),例如鈦二硫化合物來(lái)儲(chǔ)存能量。通過(guò)保留鎂氯鍵,陰極的擴(kuò)散速度比傳統(tǒng)的鎂元素快得多。有相關(guān)人員反映說(shuō),新電池的存儲(chǔ)容量為400mAh/g,而早期鎂電池的存儲(chǔ)容量只有100mAh/g。另外,目前市場(chǎng)上廣為應(yīng)用的商業(yè)鋰離子電池的陰極容量約為200mAh/g。至于電壓方面,新電池的電壓保持在1伏特左右。而傳統(tǒng)商用鋰電池的電壓為3到4伏。
雖說(shuō)鎂電池的儲(chǔ)存量大,但高電壓、高能量密度的鋰離子電池也是電池中的佼佼者。但是相比之下,鋰的價(jià)格比鎂電池貴了不少,且它的內(nèi)部結(jié)構(gòu)也會(huì)發(fā)生破壞,這是一種被稱(chēng)為樹(shù)突生長(zhǎng)的狀況,會(huì)導(dǎo)致電池著火。
除此之外,鎂作為一種豐富的地球資源,供給源多。由于需要一個(gè)更好的陰極電流、更有效的電解質(zhì)以及在陰極和陽(yáng)極之間的離子電荷流動(dòng)的介質(zhì),鎂電池的作用因此被抑制了。所以,在本次研究中,中國(guó)的研究人員打破了這一格局,帶來(lái)了鎂電池技術(shù)上的飛躍性發(fā)展!
值得我們注意的是,鎂電池研究是目前科學(xué)界的香餑餑,很多國(guó)家都爭(zhēng)先恐后地研究這項(xiàng)技術(shù)。除了我國(guó)之外,還有美國(guó)和日本也正孜孜不倦地投入到這項(xiàng)研究當(dāng)中。早在2016年1月,日本方面就已經(jīng)宣布在鎂電池研究上取得重大的突破。據(jù)悉,日本埼玉縣受新能源產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合開(kāi)發(fā)機(jī)構(gòu)(NEDO)的委托,從2008年起就在產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合中心展開(kāi)有關(guān)鎂電池的研究。該中心的有關(guān)人員稱(chēng),與當(dāng)前主流的鋰離子電池相比,鎂電池不僅更安全、容量更大,生產(chǎn)成本也有望相對(duì)低廉。因?yàn)殇嚧嬖谄鸹鸬奈kU(xiǎn),且因?yàn)槭窍∮薪饘賰r(jià)格較高,確保原料的難度也較大。
最近,來(lái)自美國(guó)休士頓大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)也開(kāi)發(fā)出來(lái)的新型鎂電池,其電容量為商用鋰離子電池的2倍。對(duì)此,休士頓大學(xué)電機(jī)電子工程學(xué)系副教授YanYao團(tuán)隊(duì)在《自然通訊》雜志發(fā)布最新研究,他們?cè)O(shè)計(jì)了納米結(jié)構(gòu)的電池陰極,讓新型鎂電池大大增加4倍存儲(chǔ)容量。
就目前情況來(lái)看,能源市場(chǎng)上的電池多為鋰離子。雖說(shuō)應(yīng)用面廣,但不一定深入人心。其實(shí),鋰電池的安全問(wèn)題還是十分令人擔(dān)憂(yōu)的,且由于其儲(chǔ)存量小,所以科學(xué)界目前正致力于開(kāi)發(fā)新能源電池。而鎂電池就是目前能源研究中的杰作。至于鎂電池在未來(lái)的能源市場(chǎng)能否得到廣泛的應(yīng)用,就讓我們一起拭目以待吧!
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