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雖然鋰離子電池在市場上的聲勢居高不下，但安全性太招人質(zhì)疑，現(xiàn)在又有一款主打更便宜、更安全的新電池要跟電動車市場分一杯羹了。一款由休士頓大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)的新型鎂電池，標(biāo)榜電容量比商用鋰離子電池高出 2 倍。
鎂電池最大的缺點(diǎn)在于充、放電過程中，充電性能會迅速衰退，過去由于鎂電池一直難找到能存儲大量鎂離子的陰極材料，不光打破氯化鎂鍵只為儲存鎂離子是很困難的技術(shù)，以這種方式產(chǎn)生的鎂離子在電池內(nèi)移動速度也緩慢，種種原因都會導(dǎo)致電池效率低下，大好前程因此遭阻擋。目前，鎂電池主要供軍事通信、氣象測候儀、海難救生設(shè)備、高空雷達(dá)儀等設(shè)備使用。
現(xiàn)在，休士頓大學(xué)電機(jī)電子工程學(xué)系副教授 Yan Yao 團(tuán)隊(duì)在《自然通訊》雜志發(fā)布最新研究，他們設(shè)計(jì)了納米結(jié)構(gòu)的電池陰極，讓新型鎂電池大大增加 4 倍存儲容量。早期鎂電池儲存容量為 100mAh / g，相比之下新電池可達(dá) 400mAh / g，而一般的商業(yè)鋰離子電池陰極容量則約 200mAh / g。
新型鎂電池將氯化鎂注入二硫化鈦的陰極材料以儲存能量，由于保留氯化鎂鍵沒有破壞，與傳統(tǒng)鎂電池相比，離子擴(kuò)散速度比傳統(tǒng)材料快許多。Yan Yao 說，保留氯化鎂鍵可使陰極儲存的電荷翻倍，不過由于氯化鎂分子較大，所以關(guān)鍵就在擴(kuò)大陰極材料的開口，以便容納更多氯化鎂。
于是，研究人員動手將二硫化鈦材料的開口撐大了 300 倍──雖然還是很小，從 0.57 納米增加到 1.8 納米，但這樣便足夠讓氯化鎂分子通過。大容量的氯化鎂鍵有優(yōu)異速度和循環(huán)性能，也為多價離子電池的未來開辟更多可能性。
高壓鋰離子電池雖然還是鞏固自己的市占率，但其成本高、內(nèi)部結(jié)構(gòu)易發(fā)生破壞導(dǎo)致起火等潛在問題，都使其隨時可能被更便宜、更安全的鎂電池、鋅電池等篡位。
新款鎂電池的電壓在 1 伏特左右(鋰離子電池的電壓 3~4 伏特)，它在一定程度上受電壓限制，但研究人員仍期盼鎂電池的新設(shè)計(jì)能應(yīng)用在更有價值的領(lǐng)域。Yan Yao 說：“我們的最高宗旨就是以更低價格制造更高能量電池，特別是在電動汽車領(lǐng)域，要和其他電池一較高下?！?
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