高能量密度新型二次镁电池有望替代锂离子电池

来源：维多利亚3308  日期：2020-04-22 16:36  浏览量：次

高能量密度新型二次镁电池有望替代锂离子电池。由于镁电池毒性低容易实现逆转反应，使人们对利用镁作为高能量密度可充电电池的阳极材料产生了极大的兴趣，但由于缺乏合适的互补型阴极和电解液很难实现。目前二次电池行业主要以锂离子电池为主，但此类电池的能量密度和电力存储能力有限。有人表示新型二次镁电池作为高能量密度的二次电池有能力替代锂离子电池。

高能量密度新型二次镁电池有望替代锂离子电池

新型二次镁电池是以镁为负极，某些金属或非金属氧化物为正极的原电池。现有品种中，有与普通锌锰干电池相似的随时可以放电的镁锰干电池；还有干燥状态下可长期储存，临用时加水使之活化而可随即使用的储备型电池。

新型二次镁电池是低成本电池无铅化的另一重要解决方案，然而目前的瓶颈问题在于缺乏稳定、无腐蚀性、宽电位窗口电解液体系。提出的硼基大阴离子镁基电解质的设计理念合成了具有高离子电导率、非亲核性、宽电化学窗口等优异性能的镁系电解质体系，构建了高能量密度镁电池体系，该新型镁二次电池设计理念为未来低成本电池的发展提供了新思路和方向。

高能量密度新型二次镁电池与锂离子电池相比

1、镁不如锂活泼易于加工操作，镁暴露在空气也比锂安全，而且镁电池没有类似锂电池的枝晶生长的问题；

2、锂的熔点约为180摄氏度，而镁的熔点高达约650摄氏度，因而更为安全；与锂离子电池相比其充电量和放电电压更高，而成本则低得多；

3、镁的蕴藏量也比锂丰富得多是后锂时代重要候选材料之一，新型二次镁电池比锂离子电池储能效率更高、更便宜、更安全，镁电池的广泛可用性对推动电动汽车和分布式储能技术发展具有决定性作用；

4、新型二次镁电池具有能量高、体积小、重量轻、容量大、贮存寿命长、工作度范围宽、应用领域广、性价比优势大、环保无污染、可二次回收的特点；

5、锂离子电池的限制因素之一就是它的阳极，出于安全考虑锂离子电池中必须使用低容量的碳棒，因为纯锂材料的阳极能够引发危险的短路甚至起火。相比之下镁作为阳极更加安全，因此阴极材料与镁搭配会让电池体积更小但储存能力更强。

人们对新型二次镁电池的研究还处于初级阶段，所开发的正极嵌入材料并不多，而且大部分循环性能不佳。在电解液方面仍面临如何提高电导率和稳定性的问题。因此寻找合适的电解质电解液体系和正极材料是新型二次镁电池研究的关键。

尽管新型二次镁电池的充电问题还在继续研究，但不得不说新型二次镁电池确实十分吸引人，除了安全性和能量密度更高之外地球上的镁元素比锂丰富约3000倍，且回收更简单。因此新型二次镁电池比锂离子电池便宜，也有助于减少电池制造中对锂原材料的依赖。同时用镁开发出的蓄电池充电量和放电电压更高，容量更大，比较容易实现小型化，因此有望成为替代锂电池的新一代电池。