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鎂電池取得突破 可能再也不用擔心電池爆炸了

鉅大鋰電  |  點擊量:0  |  2019年01月20日  

數碼訊(Databoy)鋰離子電池很神奇。在過去幾十年里,它改變了我們與科技的關系,將我們從臺式機、筆記本帶到了智能手機、智能手表。問題在于:鋰離子電池有一個缺點,有時會爆炸。正因如此,全球工程師都在研究,看看有沒有更安全的電池可以替代鋰離子電池。用鎂替代鋁就是一種好選擇,但從以前的記錄看鎂電池存儲的電能有限。休斯敦大學電子計算機工程副教授姚燕(YanYao)相信,他取得了一些突破,可以讓鎂電池的效率明顯提升。姚燕說:“我們將納米結構的負極與新的鎂電解液結合。”在過去幾年里,他一直在研究如何讓鎂離子的移動速度加快。鎂離子移動越快效率越高。與此同時,他重新設計了負極,增強性能。早在2014年,姚燕與博士后HyunDeogYoo就有了初步構想,項目持續了好幾年,有3所大學、3個國家實驗室的科學家參與,他們不斷做實驗,構建理論。開發電池涉及到客體(Guest)在主體晶格(Host)中的嵌入。姚燕稱:“鎂離子很難嵌入到主體晶格中去。首先,要打斷鎂-氯化物的聯系相當難。不只如此,鎂離子在主體晶格內移動速度很慢。這些因素導致鎂電池的效率低下。”新電池將鎂一氯化物嵌入主體晶格,比如二硫化鈦。姚燕說,這樣設計可以讓鎂、氯化物粘在一起,不必分離,結果發現陰極傳輸的速度比傳統鎂電池更快。結果顯示,新的鎂電池每克能夠存儲電能400毫安,以前的鎂電池只能存儲100毫安。傳統鋰離子電池負極容量約為每克200毫安。問題在于鎂電池的電壓無法與鋰離子電池相提并論,輸出電壓只有1伏,鋰離子電池約為3-4伏。為什么鋰離子電池如此流行?因為它的電壓高,能量密度高。不過鋰很貴,內部可能會泄露,導致電池起火。鎂電池有自己的優勢,例如,地球上鎂的儲量比鋰豐富,因此成本更低。還有,鋰電池會起火,鎂電池不存在這樣的問題。尋找更好的負極,尋找更高效的電解液,這是鎂電池研究的關鍵。

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