什么是鎂電池，鎂電池可以替代現(xiàn)有的鋰電池嗎？
來源：寶鄂實(shí)業(yè)
2019-04-30 21:29
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1月22日，德國烏爾姆亥姆霍茲研究所和卡爾斯魯厄理工學(xué)院共同開發(fā)基于鎂的儲(chǔ)能技術(shù)。該項(xiàng)目（E-MAGIC）是歐盟“地平線2020”科研計(jì)劃下的子項(xiàng)目。歐盟為此已投資超過650萬歐元，匯集了歐洲10個(gè)科研機(jī)構(gòu)的專業(yè)技術(shù)。未來該項(xiàng)目如取得成功，將有望替代現(xiàn)有的鋰離子電池。研究人員表示，鎂作為陽極材料具有較高的能量密度，鎂電池比鋰離子電池儲(chǔ)能效率更高、更便宜、更安全。
鎂電池是以鎂為負(fù)極，某些金屬或非金屬氧化物為正極的原電池?，F(xiàn)有品種中，有與普通鋅錳干電池相似的隨時(shí)可以放電的鎂錳干電池；還有干燥狀態(tài)下可長期儲(chǔ)存，臨用時(shí)加水使之活化而可隨即使用的儲(chǔ)備型電池。
鎂與鋰相比有多種優(yōu)點(diǎn)，比如鋰的熔點(diǎn)約為180攝氏度，而鎂的熔點(diǎn)高達(dá)約650攝氏度，因而更為安全，鎂的蘊(yùn)藏量也比鋰豐富得多。鎂是后鋰時(shí)代重要候選材料之一，鎂作為陽極材料，允許有較高的能量密度，鎂電池比鋰離子電池儲(chǔ)能效率更高、更便宜、更安全，鎂電池的廣泛可用性，對推動(dòng)電動(dòng)汽車和分布式儲(chǔ)能技術(shù)發(fā)展具有決定性作用。
其實(shí)早在2014年7月13日，日本京都大學(xué)教授內(nèi)本喜晴領(lǐng)導(dǎo)的研究小組利用鎂開發(fā)出一種蓄電池，與鋰電池相比，其充電量和放電電壓更高，而成本則低得多。 新型蓄電池使用一種鐵硅化合物作為電池正極，以一種含乙醚的有機(jī)溶劑作為電解液，制作出的鎂蓄電池充電量達(dá)到了鋰電池的1.3倍，其放電的電壓也比鋰電池高了2伏特，并且實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)定的充放電，材料費(fèi)用卻只有鋰電池的10%。電池容量有限，已經(jīng)成為智能手機(jī)、可穿戴設(shè)備發(fā)展道路上的嚴(yán)重瓶頸，鎂電池正是科學(xué)研究的前沿方向之一。
鎂電池面臨的特殊挑戰(zhàn)是使用壽命，但是鎂這一材料最大的缺點(diǎn)在于：在充、放電過程中，其充電性能會(huì)迅速退化。
在過去十年內(nèi)，鋰電池在消費(fèi)電子產(chǎn)品、電動(dòng)汽車等領(lǐng)域一直占據(jù)著統(tǒng)治地位。不過在2016年本田公司似乎找到了更理想的替代品，他們聲稱已經(jīng)開發(fā)出了世界上第一塊可實(shí)際應(yīng)用的鎂充電電池。他們在電池正極采用了一種新材料——氧化釩，這使得離子能夠更容易地在正極和鎂基負(fù)極之間移動(dòng)。在經(jīng)過多次充放電后，氧化釩依然能保持穩(wěn)定的性能而不發(fā)生退化。
盡管鎂電池的充電問題還在繼續(xù)研究，但不得不說，鎂電池確實(shí)十分吸引人，除了安全性和能量密度更高之外，地球上的鎂元素比鋰豐富約3000倍，且回收更簡單。因此，鎂電池比鋰離子電池便宜，也有助于減少電池制造中對鋰原材料的依賴。同時(shí)，用鎂開發(fā)出的蓄電池充電量和放電電壓更高，容量更大，比較容易實(shí)現(xiàn)小型化。因此有望成為替代鋰電池的新一代電池。
隨著歐盟在開發(fā)鎂電池方面取得進(jìn)步，還將有助于減少對亞洲電池制造商的依賴，并在歐洲建立具有競爭力的電池制造業(yè)。也是期待世界上能夠盡快解決鎂電池相關(guān)的問題，這樣也可以為我們提供更多的便利。
