中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：日本東北大學(xué)研究人員開發(fā)出一款可充電鎂電池，雖然尚處于原型階段，但有效克服了鎂基儲(chǔ)能技術(shù)長(zhǎng)期面臨的多個(gè)難題。這一突破有望開辟儲(chǔ)能技術(shù)的新方向，打造出由可持續(xù)材料制成、充電迅速的新型電池。相關(guān)論文發(fā)表于新一期《通訊材料》雜志。
采用新型非晶氧化物陰極的紐扣型鎂電池原型，成功點(diǎn)亮藍(lán)色發(fā)光二極管。圖片來(lái)源：日本東北大學(xué)
隨著科技不斷進(jìn)步，人們對(duì)大規(guī)模、可持續(xù)儲(chǔ)能設(shè)備的需求日益迫切。鋰作為一種稀缺資源，難以滿足日益增長(zhǎng)的鋰離子電池生產(chǎn)需求。相比之下，鎂在地殼中儲(chǔ)量豐富，來(lái)源廣泛。但鎂的反應(yīng)速度較慢，難以在室溫環(huán)境下穩(wěn)定工作。實(shí)現(xiàn)室溫運(yùn)行是鎂基儲(chǔ)能走向?qū)嵱没?、減輕對(duì)有限鋰資源依賴的關(guān)鍵一步。
研究人員通過(guò)設(shè)計(jì)一種新型非晶氧化物陰極，攻克了這一難題。該材料由鎂、少量鋰以及碲、鉬、氧等元素構(gòu)成。新型陰極利用了鋰與鎂之間的離子交換機(jī)制，形成了更暢通的離子遷移通道，使鎂離子得以在室溫下高效嵌入和脫出，從而支持電池穩(wěn)定循環(huán)。
為驗(yàn)證性能，研究人員制作了全尺寸原型電池進(jìn)行測(cè)試。結(jié)果顯示，即使經(jīng)過(guò)200次充放電循環(huán)，電池仍能保持穩(wěn)定的能量輸出。在電壓測(cè)試中，該電池成功點(diǎn)亮了一個(gè)藍(lán)色發(fā)光二極管。這表明電池已具備向外部電路供電的能力。
研究人員表示，這一成果首次可靠地證明氧化物陰極能支持可充電鎂電池在常溫下穩(wěn)定運(yùn)行。它也為下一代正極材料確立了關(guān)鍵設(shè)計(jì)原則，包括控制納米級(jí)粒徑、提升與先進(jìn)電解質(zhì)的兼容性等。這些進(jìn)展有望共同推動(dòng)可充電鎂電池向安全、可持續(xù)、資源友好的儲(chǔ)能系統(tǒng)邁出堅(jiān)實(shí)一步。
