抢进电动车市场,电容量提高的镁电池也要分杯羹

作者: | 发布日期: 2017 年 08 月 28 日 10:14 | 分类: 产业资讯

虽然锂离子电池在市场上的声势居高不下,但安全性太招人质疑,现在又有一款主打更便宜、更安全的新电池要跟电动车市场分一杯羹了。一款由休士顿大学研究团队开发的新型镁电池,标榜电容量比商用锂离子电池高出2 倍。

镁电池最大的缺点在于充、放电过程中,充电性能会迅速衰退,过去由于镁电池一直难找到能存储大量镁离子的阴极材料,不光打破氯化镁键只为储存镁离子是很困难的技术,以这种方式产生的镁离子在电池内移动速度也缓慢,种种原因都会导致电池效率低下,大好前程因此遭阻挡。目前,镁电池主要供军事通信、气象测候仪、海难救生设备、高空雷达仪等设备使用。

现在,休士顿大学电机电子工程学系副教授Yan Yao 团队在《自然通讯》杂志发表最新研究,他们设计了奈米结构的电池阴极,让新型镁电池大大增加4 倍存储容量。早期镁电池储存容量为100mAh / g,相比之下新电池可达400mAh / g,而一般的商业锂离子电池阴极容量则约200mAh / g。

新型镁电池将氯化镁注入二硫化钛的阴极材料以储存能量,由于保留氯化镁键没有破坏,与传统镁电池相比,离子扩散速度比传统材料快许多。Yan Yao 说,保留氯化镁键可使阴极储存的电荷翻倍,不过由于氯化镁分子较大,所以关键就在扩大阴极材料的开口,以便容纳更多氯化镁。

于是,研究人员动手将二硫化钛材料的开口撑大了300 倍──虽然还是很小,从0.57 奈米增加到1.8 奈米,但这样便足够让氯化镁分子通过。大容量的氯化镁键有优异速度和循环性能,也为多价离子电池的未来开辟更多可能性。

高压锂离子电池虽然还是巩固自己的市占率,但其成本高、内部结构易发生破坏导致起火等潜在问题,都使其随时可能被更便宜、更安全的镁电池、锌电池等篡位。

新款镁电池的电压在1 伏特左右(锂离子电池的电压3到4 伏特),它在一定程度上受电压限制,但研究人员仍期盼镁电池的新设计能应用在更有价值的领域。Yan Yao 说:“我们的最高宗旨就是以更低价格制造更高能量电池,特别是在电动汽车领域,要和其他电池一较高下。”
(合作媒体:科技新报。首图为碱性电池,图片出处:public domain CC0)

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