当前位置: 首页 » 资讯 » 行业资讯 » 新型电源 » 正文

美科学家发现制造可充无水镁电池新方法

放大字体  缩小字体 发布日期:2018-05-22  来源: 综合媒体  作者:鑫椤资讯
    美国能源部可再生能源实验室(NREL)的科学家们发现了一种制造可充电无水镁电池的新方法。该论文近期刊登在Nature Chemistry上并引起了轰动,论文详细阐述了科学家开发镁在无腐蚀性碳基电解质中发生可逆化学反应的过程,并且该过程通过了接下来的测试。比起锂离子电池,该技术具有更有潜力的优势——其中较大的优势是具有更高的能量密度、更强的稳定性和更低的成本。

    Seoung-Bum Son、Steve Harvey、 Andrew Norman和Chunmei Ban是NREL的研究人员,同时也是Nature Chemistry白皮书《碳酸盐中人造可逆的镁化学反应》的合作者,他们利用飞行时间二次离子质谱仪来辅助自己的研究工作。该设备可以帮助他们在纳米尺度上研究材料退化和失效机制。

    Chunmei Ban表示:“作为科学家,我们总是在想接下来会发生什么。”她认为,在市场上占主导地位的锂离子电池技术已经触摸到了技术上的天花板,因此,迫切需要探索新的化学电池技术,以更低的成本提供更多的能量。

    Seoung-Bum表示:“这一发现将为镁电池的设计提供新的途径。”当离子从负极流向正极时,电化学反应就会使电池产生能量。对于锂电池来说,电解液是含有锂离子的盐溶液。而电池技术的关键在于化学反应必须是可逆的,只有这样电池才能实现充电过程。

    理论上讲,同体积的镁电池所能储存的能量几乎是锂离子电池的两倍。但是之前的研究遇到了一个难题:传统的碳酸盐电解质会因为化学反应在镁表面形成一道屏障,这会阻碍电池的充电过程。镁离子可以通过高腐蚀性的液体电解质流向相反的方向,但这也打消了高压镁电池的可能性。

    而为了解决这个难题,研究人员开发了一种由聚丙烯腈和镁离子盐组成的人工固体电解质夹层,这可以保护镁阳极表面。而终这种受保护阳极的性能也得到了改善。

    科学家们组装了标准电池,证明了人工中间相的有效性,而终的结果也令人十分欣喜,镁在具有保护阳极的电池的碳酸盐电解质中发生了可逆化学反应,这一现象是镁电池领域的首次发现。与没有保护阳极的原型电池相比,带有保护阳极的镁电池可以提供更多的能量,并且可以维持周期性的充放电过程。此外,该科研小组还充分展示了镁电池的充电能力,这也首次为解决阳极/电解质不相容问题以及离子离开阴极受到限制的问题提供了解决方法。

    与锂相比,镁的获取范围更广,并且与锂电池这种更成熟的电池技术相比,镁电池还具有其他的潜在优势。首先,镁可以释放两个电子,这是锂的两倍,这使得它可以产生几乎两倍于锂的能量。其次,镁电池中没有枝晶的生长,这种枝晶很容易导致短路,从而导致过热甚至事故的发生,这种特质使得镁电池比锂离子电池更加安全。
 
关于我们:中国化学与物理电源行业协会(China Industrial Association of Power Sources,缩写:CIAPS) 是由电池行业企(事)业单位自愿组成的全国性、行业性、非营利性的社会组织。协会成立于1989年12月,现有550多家会员单位,下设碱性蓄电池与新型化学电源分会、酸性蓄电池分会、锂电池分会、太阳能光伏分会、干电池工作委员会、电源配件分会、移动电源分会、储能应用分会、动力电池应用分会和电池隔膜分会等十个分支机构。
本会专业范围包括:铅酸蓄电池、镉镍蓄电池、氢镍蓄电池、锌锰碱锰电池、锂一次电池、锂离子电池、太阳电池、燃料电池、锌银电池、热电池、超级电容器、温差发电器及其他各种新型电池、电池系统解决方案,以及各类电池用原材料、零配件、生产设备、测试仪器和电池管理系统等。

[ 资讯搜索 ]  [ 加入收藏 ]  [ 告诉好友 ]  [ 打印本文 ]  [ 关闭窗口 ]

 

 
资讯浏览
 
网站首页