科學家發(fā)現(xiàn)電動汽車鋰電池替代品

伊利諾伊大學芝加哥分校(University of Illinois at Chicago，UIC)研究人員對電動汽車電池的研究又邁出一步，該團隊以鎂離子打造的電動汽車電池，也許能跑贏鋰離子電池電動汽車。該研究小組透過帶正二價的鎂離子，每一個離子攜帶一個正電荷，并在電池狀的化學反應中，使用類似現(xiàn)今許多設備架構(gòu)上的電極，以進一步取代鋰離子。

 

“由于鎂是攜帶兩個正電荷的離子，因此每次我們使用鎂離子作為電池材料，將可觸動兩倍的電子。”學術界化學首席研究人員、UIC助理教授Jordi Cabana表示，“我們希望，這項工作可為高電壓、高能量電池開啟一個可靠的設計路徑。”

 

該研究是美國阿貢國家實驗室(Argonne National Laboratory )主導的能源創(chuàng)新中心(Energy Innovation Hub )的一個部門-- Joint Center能源存儲研究(Joint Center for Energy Storage Research) 部的一部分，該研究的目的是實現(xiàn)電池性能的革|命性進展，且研究結(jié)果已發(fā)表在先進材料(Advanced Materials)刊物上。

 

每個電池由一個正、負電極和電解質(zhì)組成，其中電極互換通常是正電荷的電子和離子，僅是電絕緣體的離子流經(jīng)電解質(zhì)，以便迫使電子流過外部電路，進一步供電到車輛或設備。

 

對電池再充電時，電極的互換是可逆的，然而在此逆過程中的化學反應并不完全有效，這限制了電池還可被再充電的次數(shù)。

 

 

鎂離子電池研究已有進展
 

 

“若你可以做到越多次數(shù)電極互換的來回，你就能為電池充電更多次，且還可在充電過程中使用電池。”Cabana進一步解說，“在我們的研究案例中，我們希望有最大的電子數(shù)量，以便移動離子，因為當離子進入或離開時，會扭曲電極材料的結(jié)構(gòu)，然越多結(jié)構(gòu)被扭曲，就有越大量的能量會消耗在搬回離子，如此一來，就會變得更難對電池充電。”

 

“就像一個機械停車塔，只能提供一定的空間供汽車停放，”Cabana解釋，“但是，你還是可和其他人一樣把車停在每個空間，卻無需扭曲停車塔的結(jié)構(gòu)。”

 

“經(jīng)研究證實，鎂可逆插入電極材料的結(jié)構(gòu)中，此一結(jié)果讓我們更進一步接近鎂離子電池原型。”Cabana指出。

 

Cabana并總結(jié)，“我們的研究成果仍不是一個真正的鎂離子電池，只是其中的一部分，但你會在日后完成的設備中發(fā)現(xiàn)相同的反應。”