新型鎂離子電池與鋰離子電池哪個好?
近期,研究人員對電動汽車電池的研究又邁出一步,電池研究員以鎂離子打造的電動汽車電池,也許能跑贏鋰離子電池電動汽車。由于鎂是攜帶兩個正電荷的離子,因此每次使用鎂離子作為電池材料,將可觸動兩倍的電子。這項工作可為高電壓、高能量電池開啟一個可靠的設(shè)計路徑。
那么新型鎂離子電池與鋰離子電池哪個比較有優(yōu)勢呢?
1、使用的鋰離子電池價格昂貴,使用壽命短且具有爆炸的危險性。鎂離子電池比鋰離子電池相對安全、環(huán)保、能源密度較高,將廣泛應(yīng)用于下一代能源存儲裝置。但用于陰極使用時,鎂金屬電池與鋰二次電池相同,無法在常溫狀態(tài)下工作,只能在60-100度高溫下使用。
2、由于鎂離子具有兩個正電荷而鋰離子只有一個,因此鎂離子電池比鋰離子電池具有更大的儲能能力。單位質(zhì)量的鎂離子電池可以存儲更多能量,這就使汽車可以行使更長的里程,使消費電子產(chǎn)品可以使用更長的時間。
3、鋰離子電池的限制因素之一就是它的陽極,出于安全考慮,鋰離子電池中必須使用低容量的碳棒,因為純鋰材料的陽極能夠引發(fā)危險的短路甚至起火。相比之下鎂作為陽極更加安全,因此陰極材料與鎂搭配會讓電池體積更小但儲存能力更強(qiáng)。
①Mg安全無污染且加工處理比鋰方便,Mg的化合物無毒或者低毒,可循環(huán)性能好,具有生物和環(huán)境友好性,屬于綠色能源。
②循環(huán)壽命性能好,(-20~80℃條件下)循環(huán)2000次后容量僅損失15%。
③Mg蘊藏豐富,價格低廉,海水和土壤中含有豐富的氯化鎂和氧化鎂提煉方便、節(jié)能。
④采用了Mg2+嵌入插層的電池相對傳統(tǒng)的鋰離子電池,不僅提高了能量密度還提高了電池的安全性,降低了成本。
4、新型鎂離子電池采用全新的有機(jī)材料作為負(fù)極,以膨脹石墨作為正極,將含有鎂鹽的離子液體作為電解液,利用陰離子插層反應(yīng)及雙離子的工作機(jī)制極大的提高了鎂離子電池的電壓及工作性能。
5、新型鎂離子電池具有非常好的倍率性能及循環(huán)性能,20C的高倍率充放電容量保持率為85%,在5C倍率下循環(huán)500次后的容量保持率為95.7%。這不僅大幅降低了電池的重量、體積及制造成本,同時關(guān)于電池的能量密度及壽命有著非常大的提升,關(guān)于整個鎂離子電池電極材料的選擇供應(yīng)了全新的思路。
電池技術(shù)一直以來都是制約智能科技產(chǎn)品提升的最大障礙,鎂離子電池技術(shù)一直被認(rèn)為有可能成為延長電池續(xù)航能力的最佳元素,相關(guān)于鋰來說采購成本更低、電池容量更大而且體積小,假如可以進(jìn)一步提高容量和耐熱性能,將有望突破電池續(xù)航瓶頸。