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大容量低价格,日本开发出镁电池抗老化技术

2020/04/02

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      日本山口大学讲师山吹一大等人开发出了一项基础技术,有助于推动使用镁的新一代蓄电池走向实用化。通过在电池负极中使用镁和铋的合金,延缓了充放电时的电压降低。由于镁资源丰富,相比锂离子电池,有望以低廉的价格制造出容量是锂电池2倍以上的电池。镁电池有望用作固定型蓄电池和手机电池等,力争5年后试制出实用大小的镁电池。

     

开发出的镁硫磺电池(山吹讲师提供)

        

      相较于被广泛用于纯电动汽车和电子设备电源的锂电池、铅蓄电池等传统蓄电池,镁电池具有能够储存更多电能、电压高的特点。此外,锂和钴等电池原料的产地有限,存在价格高涨的风险。锂电池的高容量化和高输出功率化也变得越来越难,使用新材料开发蓄电池的尝试变得越来越活跃。

    

      作为新一代电池之一备受关注的是镁电池。镁的蕴藏量丰富,如果镁电池能够被推向实用,价格有望降至锂电池的10分之1水平。

 

      镁电池借助镁离子使电解质运动。锂电池是1个锂离子从负极移动到正极,会释放出1个电子。而镁离子移动会释放出2个电子。因此,在单位体积下,镁电池的容量是锂电池的2倍。但目前镁电池存在充放电几次后,负极的镁表面就会形成被膜,电压大幅下降等课题,无法推向实用。

      

       

      山吹等人试制出在负极中使用镁和铋的合金、在正极中使用硫磺化合物的纽扣电池。硫磺较轻,可容纳很多镁离子。负极中使用镁和铋的合金不容易形成被膜。在室温下进行的实验发现,以1.7伏特电压充放电20次后,电压并未降低。

       

      如果能够推向实用化,这种电池将具备高容量、价格低廉的特点,适合成为存储可再生能源的固定型蓄电池。同样的输出功率下,镁电池的体积比锂电池小,还可作为小型设备的电源使用。

   

      在试制的电池负极中使用了50%的镁和50%的铋。铋的价格比镁高出3倍左右,另外由于镁的用量减少,容量也随之下降。研究人员今后力争减少铋的用量,并缩短充放电的时间。在实验中,充电需要10个小时。

 

      日本经济新闻(中文版:日经中文网)福井健人

     

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