中國科學(xué)家在鎂電池研發(fā)上實(shí)現(xiàn)重大突破

鎂電池提供了保證現(xiàn)代生活安全的承諾，它與傳統(tǒng)的鋰離子電池不同，它們不易燃，也不容易爆炸，但是它們儲存能量的能力有限。

　　發(fā)表于8月24日《自然通訊》雜志上的文章帶來了電池陰極的新設(shè)計(jì)，極大地提高了存儲容量，并顛覆了傳統(tǒng)觀點(diǎn)。

　　中科院研究人員姚炎在報(bào)告中指出，他們將納米結(jié)構(gòu)的陰極和對鎂電解質(zhì)的新認(rèn)識結(jié)合在一起，這項(xiàng)工作早在2014年已經(jīng)開始進(jìn)行，歷時數(shù)年，涉及3所大學(xué)和3個國家實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)家，總算初見成效。

　　研究人員表示，眾所周知，鎂離子很難插入到宿主中，首先，要打破鎂氯鍵是很困難的。更重要的是，鎂離子以這種方式產(chǎn)生，在宿主體內(nèi)移動非常緩慢，這完全降低了電池的效率。

　　這種新型電池通過將一氯化鎂注入到一個宿主體內(nèi)，例如，用鈦二硫化合物來儲存能量。通過保留鎂氯鍵，陰極的擴(kuò)散速度比傳統(tǒng)的鎂元素快得多。研究人員報(bào)告說，新電池的存儲容量為400mAh/g，相比之下，早期鎂電池的存儲容量只有100mAh/g，商業(yè)鋰離子電池的陰極容量約為200mAh/g。

　　新電池的電壓保持在1伏特左右。相比之下，鋰電池的電壓為3~4伏。高電壓，加上高能量密度，使鋰離子電池成為標(biāo)準(zhǔn)。但是鋰的價格昂貴，而且它的內(nèi)部結(jié)構(gòu)也會發(fā)生破壞，這是一種被稱為樹突生長的狀況，會導(dǎo)致電池著火。作為一種地球資源豐富的資源，鎂更便宜，也不會形成樹突。然而，到目前為止，由于需要一個更好的陰極電流以及更有效的電解質(zhì)，在陰極和陽極之間的離子電荷流動的介質(zhì)，而抑制了鎂電池的作用。在此次研究中，研究人員打破了這一格局，實(shí)現(xiàn)了鎂電池的飛躍性發(fā)展。