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電池知識(shí)

鎂基鋰電池和鎂電池以及鋰電池有什么區(qū)別?各有什么優(yōu)良特性?

來(lái)源:寶鄂實(shí)業(yè)    2019-05-17 20:09    點(diǎn)擊量:
1,何為鎂電池?何為鎂離子電池?它們與鋰離子電池又有什么關(guān)系?
2,廠家標(biāo)榜鎂基(鋰電)性能全面領(lǐng)先鋰電,耐高低溫,同樣容量體積是傳統(tǒng)鋰電的2/3,成本只有1/2。真實(shí)的情況是什么呢?
3,同樣,所謂鎂離子電池同鋰離子電池的比較?
4,新聞報(bào)道 (見(jiàn)下文)提到的研發(fā)成功的鎂電池離大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)還有多少年的距離?

2014年7月13日,日本研究人員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,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。我做鎂電池相關(guān)研究半年了,簡(jiǎn)單說(shuō)一下自己的理解
1、鎂電池包括鎂一次電池(不可充電池)和鎂二次電池(可充電池),這兩類電池都是以鎂金屬或鎂合金為負(fù)極,以能嵌入鎂離子的材料(嵌入材料)或能和鎂離子反應(yīng)的材料為正極組成的電池。與現(xiàn)在的鋰離子電池不同的是,鎂電池的負(fù)極是鎂金屬單質(zhì),而現(xiàn)在的鋰離子電池的負(fù)極材料是富鋰材料
2、鎂電池與鋰電池相比最大的優(yōu)勢(shì)是以下幾點(diǎn)
(1)鎂電池相對(duì)安全,在充放電循環(huán)過(guò)程中負(fù)極不會(huì)出現(xiàn)鎂枝晶,發(fā)生類似于鋰電中的鋰枝晶生長(zhǎng)刺穿隔膜導(dǎo)致電池短路起火、爆炸等危險(xiǎn)
(2)鎂元素含量較鋰豐富,價(jià)格相對(duì)便宜
(3)鎂單質(zhì)與鋰單質(zhì)相比,熔沸點(diǎn)較高(648℃/1170℃),化學(xué)性質(zhì)較惰性,易加工
(4)鎂電池現(xiàn)在還處于研發(fā)初期,電解液、正極、負(fù)極材料都沒(méi)有很合適的體系報(bào)道,估計(jì)路還很長(zhǎng)
Mg原子量24,兩個(gè)電子,電位-2.37V,鋰原子量7,一個(gè)電子,電位-3.05V。也就是說(shuō)相同重量相同正極的情況下,鋰電池比鎂電池的電壓高容量大能量大,從原理上鎂電池的比能量不可能超過(guò)鋰電池。如果在電解質(zhì)、負(fù)極、正極方面優(yōu)化后能量密度提高,該優(yōu)化方法用在鋰電池上只可能提高的更多。(比如例子中如果用硅鐵做正極,鋰片做負(fù)極(而不是鎂),鋰電池的能量密度的提升要多得多)。
另外也不知道這種成本1/2成本10%是怎么瞎算出來(lái)的。
PS:也不是說(shuō)我這樣完全從物理上算就是一定對(duì)的,也可能有的體系有化學(xué)上的優(yōu)勢(shì),比如說(shuō)Zn電池可以用水啊之類的,可以節(jié)省原材料以及電池制造過(guò)程中環(huán)境控制水分控制的成本,但是鎂我不知道,但說(shuō)起來(lái)鋰電池吳宇平組不也用了水么……也不好說(shuō).....

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