鉅大LARGE | 點擊量:573次 | 2021年10月27日
精益電解質(zhì)設(shè)計極大提高鎂電池性能
十二月二十一日,期刊Joule首次報道了由美國休斯敦大學(xué)和豐田研究院研發(fā)的新型高能鎂電池,不含氯離子的電解質(zhì)和有機陰極提高了能量密度及電池穩(wěn)定性,其潛在應(yīng)用范圍十分廣泛:從電動汽車到可再生能源系統(tǒng)的蓄電池均可使用。
研究人員使用有機電極時配合了有限的電解質(zhì)進(jìn)行操作,這種改變使電池存儲和放電時比早期的鎂電池?fù)碛辛烁嗟哪芰俊Ec傳統(tǒng)電解質(zhì)不同,研究中使用的無氯電解質(zhì)是新型鎂電池的另一個變化。研究團(tuán)隊利用無氯電解質(zhì)測試有機醌聚合物陰極及鎂金屬陽極,報告顯示每公斤金屬輸出電力高達(dá)243千瓦時,功率測量為每公斤3.4千瓦,電池在2500次循環(huán)測試中保持穩(wěn)定。
科學(xué)家們花了幾十年時間尋找高能鎂電池,希望利用鎂相有關(guān)鋰的自然優(yōu)勢──更常見且更便宜,并且其內(nèi)部結(jié)構(gòu)(稱為樹枝狀晶)不易破裂,這意味著與易爆炸著火的鋰離子電池相比,鎂電池更安全。但是,鎂電池只有在能夠儲存和釋放大量能量時才具有商業(yè)競爭力,研究人員表示,以前的陰極和電解質(zhì)材料一直是一個絆腳石。陰極是在電池中流動的電極,而電解質(zhì)是離子電荷在陰極和陽極之間流動的介質(zhì)。在報告中,研究人員寫道:“通過有機羰基聚合物陰極和具有鎂儲存能力的電解質(zhì)的最佳組合,我們能夠展示出在鎂電池中很少見的高比例能量、功率和循環(huán)穩(wěn)定性。”到目前為止,鎂電池中最好的陰極是雪佛蘭的硫化鉬,大約是在20年前開發(fā)的,完全沒有能力與鋰離子電池相競爭。未來的研究將集中于進(jìn)一步提高電池的比容量和電壓,以便未來與鋰離子電池競爭。
(來源:Joule)
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