豐田北美研究所的研究人員近日為其鎂電池開(kāi)發(fā)出一種嵌入式錫（Sn）陽(yáng)極材料，展現(xiàn)出了優(yōu)異的充電電壓和容量。錫作為陽(yáng)極材料能夠具有更大的儲(chǔ)容量，達(dá)到903毫安時(shí)/克，而 2價(jià)的鎂離子嵌入/脫離基質(zhì)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(shí)/克，嵌入/脫離基質(zhì)電壓為0.23 /0.32伏。

研究人員通過(guò)將錫陽(yáng)極與四硫化三鉬陰極材料組合，證實(shí)了錫材料的在鎂電池中的可循環(huán)特性。將錫原子作為嵌入型陽(yáng)極材料，它的高工作電壓與儲(chǔ)容量特性有著不錯(cuò)的發(fā)展?jié)摿Α?/span>

電池是一種能夠代傳統(tǒng)石油燃料的清潔能源，但是其弊端就是儲(chǔ)容量的不足使得汽車(chē)不能完全依靠電池提供動(dòng)力。因此，高性能電池的發(fā)展課題就擺在了眼前。由于鋰離子電池成本過(guò)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(dá)到3833毫安時(shí)/立方厘米，而鋰離子電池的能量密度為2061毫安時(shí)/立方厘米。

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

鎂電池優(yōu)勢(shì)：

1、鎂系列電池不存在汞、鎘、鉛等重金屬污染，是環(huán)保型產(chǎn)品：

目前，市場(chǎng)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(huán)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(méi)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(chǎn)過(guò)程，直至電池使用完后變廢棄物對(duì)環(huán)境無(wú)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(chǎn)成本低：與同型號(hào)鋅錳電池相比成本降低20％-30％，甚至更低；

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

5、適應(yīng)較大電流脈沖放電，放電曲線高且平穩(wěn)，持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)；

6、低性能好；

7、儲(chǔ)存性能好；

8、鎂蓄電池產(chǎn)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(huán)壽命預(yù)期可達(dá)到1800-2500次以上，容量也只下降5-10％。這將會(huì)是蓄電池領(lǐng)域目前最長(zhǎng)的長(zhǎng)壽命電池，他的應(yīng)用范圍非常廣泛，前景無(wú)限，如開(kāi)發(fā)成功，將會(huì)稱為電動(dòng)汽車(chē)、電動(dòng)自行車(chē)的首選電池。

鎂電池劣勢(shì)：電壓滯后，放電時(shí)有氣體析出、發(fā)熱。