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簡述研究團隊破解鎂電池充電挑戰(zhàn)

鉅大LARGE  |  點擊量:726次  |  2018年07月07日  

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

照理來說電池離子可透過電解質在正負極之間流動,借由電化學反應為電池供電,且該反應必須是可逆的,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)電解質充放電,但假如采用腐蝕性電解質,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,將聚丙烯腈(polyacrylonitrile)與鎂離子鹽(magnesium-ionsalt)混合成固態(tài)電解質,可保護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,被保護的鎂陽極也可在碳酸鹽電解質中充電,且可提供更多能量。此外,研究團隊除了成功研發(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豐富,蘊藏量排名第八,且鎂為堿土金屬,價電子數為2,與價電子數為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材料科學科學家ChunmeiBan表示,居于儲能主導地位的鋰離子電池電量已逐漸達到頂峰,因此迫切需要找出新一代儲能技術,而新型電池還必須能以更低成本提供更多電量。NREL科學家Seoung-BumSon則指出,這項發(fā)現(xiàn)有助為鎂電池未來鋪路。


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