美国科学家发现镁电池可代替锂电池汽车

伊利诺伊大学芝加哥分校(UniversityofIllinoisatChicago，UIC)研究人员对电动汽车电池的研究又迈出一步，该团队以镁离子打造的电动汽车电池，也许能跑赢锂离子电池电动汽车。该研究小组透过带正二价的镁离子，每一个离子携带一个正电荷，并在电池状的化学反应中，使用类似现今许多设备架构上的电极，以进一步取代锂离子。

“由于镁是携带两个正电荷的离子，因此每次我们使用镁离子作为电池材料，将可触动两倍的电子。”学术界化学首席研究人员、UIC助理教授JordiCabana表示，“我们希望，这项工作可为高电压、高能量电池开启一个可靠的设计路径。”

该研究是美国阿贡国家实验室(ArgonneNationalLaboratory)主导的能源创新中心(EnergyInnovationHub)的一个部门--JointCenter能源存储研究(JointCenterforEnergyStorageResearch)部的一部分，该研究的目的是实现电池性能的革命性进展，且研究结果已发表在先进材料(AdvancedMaterials)刊物上。

每个电池由一个正、负电极和电解质组成，其中电极互换通常是正电荷的电子和离子，仅是电绝缘体的离子流经电解质，以便迫使电子流过外部电路，进一步供电到车辆或设备。

对电池再充电时，电极的互换是可逆的，然而在此逆过程中的化学反应并不完全有效，这限制了电池还可被再充电的次数。

镁离子电池研究已有进展

“若你可以做到越多次数电极互换的来回，你就能为电池充电更多次，且还可在充电过程中使用电池。”Cabana进一步解说，“在我们的研究案例中，我们希望有最大的电子数量，以便移动离子，因为当离子进入或离开时，会扭曲电极材料的结构，然越多结构被扭曲，就有越大量的能量会消耗在搬回离子，如此一来，就会变得更难对电池充电。”

“就像一个机械停车塔，只能提供一定的空间供汽车停放，”Cabana解释，“但是，你还是可和其他人一样把车停在每个空间，却无需扭曲停车塔的结构。”

“经研究证实，镁可逆插入电极材料的结构中，此一结果让我们更进一步接近镁离子电池原型。”Cabana指出。

Cabana并总结，“我们的研究成果仍不是一个真正的镁离子电池，只是其中的一部分，但你会在日后完成的设备中发现相同的反应。