镁离子电池：比锂离子技术更进一步

 

锂离子电池技术可能是迄今为止最好的储能技术。锂离子电池被认为是当今终极的可充电电池，重量轻、便于携带，并且可以存储大量能量，可以多次放电和充电。它的经济实惠使其成为消费电子产品的重要动力来源。难怪锂离子电池是当今大多数移动设备的常用电池。

然而，锂离子电池技术并非没有局限性。它的一些限制是：

• 石墨中的锂沉积物会导致电池破裂或爆炸。
• 锂离子扩散限制可能导致电池连接不良。这可以通过电极内微米级的颗粒来追踪。
• 电极中使用的粘合剂会随着时间的推移而降解。

研究人员认为，完美的能量存储尚未到来。

改进当前锂离子电池技术的一种方法是阿贡国家图书馆推广的基于纳米的电化学合成。研究小组成员 Sanja Tepavcevic 找到了一种用镁替代锂离子技术中的锂的方法。结果就是镁离子（Mg-ion）电池。

镁离子有望实现比当前锂离子技术更高的能量密度。由于镁是地球上第八丰富的元素，因此这种新产品将是环保且消费者负担得起的。

锂和镁的比较

理论值	李	镁
阳离子价	1+	2+
原子重量	6.94	24.3
比容量（Ah/kg）	1000*- 3862	2205
阳极比电荷 (Ah/l)	2046	3833
电极电位 (V)	−3.05	−2.38
自然丰度 (%)	0.006	1.94

新型镁离子电池

镁离子技术的新型阴极材料将由非晶材料的纳米结构层组成，以控制镁离子的极化能力。

利用镁离子技术，可以扩展具有更高电荷的离子的化学性质。镁离子具有两个正电荷，这使得电池每克可以存储更多的电荷。此外，普通电解质可用于在全电池中可逆地嵌入镁离子。

虽然新的镁离子技术面临着一系列新的挑战，但它为寻找完美能量存储的新发现和可能性铺平了道路。