中國有色金屬工業協會鎂業分會
鎂離子電池采用錫正極材料表現出優異性能
2012-11-19 09:54:25

豐田北美研究所的研究人員近日為其鎂電池開發出一種嵌入式錫(Sn)陽極材料,展現出了優異的充電電壓和容量。錫作為陽極材料能夠具有更大的儲容量,達到903毫安時/克,而 2價的鎂離子嵌入/脫離基質的電壓為0.15/0.20伏,先前采用的鉍金屬材料的比容量為384毫安時/克,嵌入/脫離基質電壓為0.23 /0.32伏。

 

研究人員通過將錫陽極與四硫化三鉬陰極材料組合,證實了錫材料的在鎂電池中的可循環特性。將錫原子作為嵌入型陽極材料,它的高工作電壓與儲容量特性有著不錯的發展潛力。

 

電池是一種能夠代傳統石油燃料的清潔能源,但是其弊端就是儲容量的不足使得汽車不能完全依靠電池提供動力。因此,高性能電池的發展課題就擺在了眼前。由于鋰離子電池成本過高,目前,鎂離子、鈣離子和鋁離子電池都是可選擇的代替品。鎂離子電池的能量密度達到3833毫安時/立方厘米,而鋰離子電池的能量密度為2061毫安時/立方厘米。

 

二價鎂離子電荷高,體積小,所以極化作用強,較難插入到很多基質中,使正極材料的選擇受Mg2 離子嵌入困難的限制。但同時它的化學性比鋰離子更穩定,成本也較低。另外由于它是 2價,而鋰離子是 1價,所以它能夠取代兩個鋰離子的電荷量。

 

鎂電池優勢:

 

1、鎂系列電池不存在汞、鎘、鉛等重金屬污染,是環保型產品:

 

目前,市場上使用的普通干電池、堿性電池、蓄電池大都使用了金屬汞、鎘、鉛。電池用完廢棄后,每年將有近百噸汞、鎘、鉛被遺棄在大氣、江河和土地中,造成環境的污染。所以人們紛紛要求回收廢電池。然而回收的廢電池目前又沒有很好的處理方案,因而人們一直視電池為“公害”。鎂系列電池從原材料(所有的原材料)到生產過程,直至電池使用完后變廢棄物對環境無任何污染,可以稱作綠色電池。

 

2、單體平均工作電壓筆鋅電池高0.2-0.3V;

 

3、生產成本低:與同型號鋅錳電池相比成本降低20-30%,甚至更低;

 

4、容量大(鎂電化當量2.2Ah/g,比鋅電化當量0.82 Ah/g大近三倍),容量比同型號鋅錳電池大2倍以上;

 

5、適應較大電流脈沖放電,放電曲線高且平穩,持續時間長;

 

6、低性能好;

 

7、儲存性能好;

 

8、鎂蓄電池產品能量高;理論上是鋰電池的體積筆能量的2倍。分別是鉛酸蓄電池、鎘鎳電池的近10倍以上。它的循環壽命預期可達到1800-2500次以上,容量也只下降5-10%。這將會是蓄電池領域目前最長的長壽命電池,他的應用范圍非常廣泛,前景無限,如開發成功,將會稱為電動汽車、電動自行車的首選電池。(蓋世汽車網)