作為世界上最輕的金屬,鋰擁有巨大的重量?jī)?yōu)勢(shì)。但一些研究者認(rèn)為,下一代電池應(yīng)該使用更重的元素,比如鎂。每個(gè)鋰離子只能攜帶一個(gè)電荷,而二價(jià)的鎂離子能攜帶兩個(gè)電荷,這意味著可以釋放的電能提高了一倍。不過,鎂也有自己的問題。鋰離子能輕松通過電解液和電極,而攜帶兩個(gè)電荷的鎂離子移動(dòng)速度緩慢,就像是在黏稠的糖漿中穿行。
美國阿貢國家實(shí)驗(yàn)室的電池研究人員彼得•丘帕斯(Peter Chupas)正在與JCESR合作,他用高能X射線轟擊各種電解液中的鎂,來研究鎂為什么會(huì)受到巨大的阻力。截至目前,他和同事發(fā)現(xiàn),鎂離子能強(qiáng)烈吸引周邊溶液中的氧,從而吸引一大群溶劑分子,這使得鎂離子變得沉重。
美國勞倫斯伯克利國家實(shí)驗(yàn)室的材料科學(xué)家克里斯廷•佩爾松(Kristin Persson)正在用超級(jí)計(jì)算機(jī)模擬潛在新型電池的內(nèi)部結(jié)構(gòu),她正在試圖從大約2 000種電解液中,找到一種更好的電極與電解液的組合,讓鎂離子可以更順暢地通過電解液。
佩爾松和麻省理工學(xué)院的材料科學(xué)家赫布蘭德•塞德(Gerbrand Ceder)成立了Pellion技術(shù)公司,來研發(fā)這種高容量鎂電池。公司對(duì)其進(jìn)展三緘其口,目前只發(fā)表了一篇關(guān)于電極的研究論文。2013年底公開的一大批專利表明,Pellion技術(shù)公司正在研發(fā)更開放的電極結(jié)構(gòu),幫助鎂離子流動(dòng)。
臺(tái)灣成功大學(xué)日前開發(fā)出新一代的鎂電池,突破性解決了鋰電池充電慢、蓄電量不大等問題,未來將有望取代傳統(tǒng)的鋰電池。但是據(jù)稱其采用的電解液和普通鋰電池電解液成本價(jià)差達(dá)到上百倍。鎂電池電解液技術(shù)突破之時(shí),就是鎂電池大規(guī)模替代鋰電池之日。