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23年專注鋰電池定制

鎂固態(tài)電池能量密度與材料成本皆比鋰離子電池佳

鉅大LARGE  |  點(diǎn)擊量:1254次  |  2021年07月09日  

雖然鋰離子電池為當(dāng)今儲(chǔ)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(chǔ)能技術(shù),美國(guó)能源部國(guó)家再生能源實(shí)驗(yàn)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。


美國(guó)研究團(tuán)隊(duì)破解鎂電池充電挑戰(zhàn)


鎂地球蘊(yùn)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(lái)說(shuō)電池離子可透過(guò)電解質(zhì)在正負(fù)極之間流動(dòng),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(wú)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(guò)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(wú)法在高電壓下運(yùn)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-ionsalt)混合成固態(tài)電解質(zhì),可保護(hù)鎂陽(yáng)極并提升電池性能。

過(guò)針刺 低溫防爆18650 2200mah
符合Exic IIB T4 Gc防爆標(biāo)準(zhǔn)

充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%

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(yáng)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(duì)除了成功研發(fā)出可循環(huán)充電的鎂電池,也提供陽(yáng)極與電解質(zhì)不相容解決途徑跟破解陰極對(duì)離子的局限。


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


「身為科學(xué)研究者,我們總是在想下一步要做什么?」NREL材料科學(xué)科學(xué)家ChunmeiBan表示,居于儲(chǔ)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(chǔ)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-BumSon則指出,這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)有助為鎂電池未來(lái)鋪路。


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