|
非凡蓄电池12SP70
不过,以往的Mg二次电池的实用化还存在诸多课题。Mg离子为2价阳离子,离子半径与Li离子相同。因此,电荷密度会升高,与正极材料的阴离子之间会产生更强的静电引力,同时与正极材料的阳离子之间会产生斥力,从而使Mg离子的扩散受阻。而且,2价阳离子的Mg离子在嵌入时,还需要周围的过渡金属元素产生2个电子量级的价数变化。因此,Mg的嵌脱反应速度比Li慢,几乎没有能够使用的正极材料。另外,可使用Mg金属负极的电解液主要为格氏试剂,溶剂使用四氢呋喃,抗氧化稳定性低,并且还有空气中的稳定性及腐蚀性问题,存在安全隐患。Mg二次电池要想实用化,必须要从正极材料及电解质材料两方 面取得突破。 京都大学的研究人员在正极材料使用通过Si-O结合使结晶构造稳定化的阴离子聚合物。通过以电气化学处理手段精密控制结晶构造,保证了Mg离子的扩散,作为循环特性高的正极材料选择了MgFeSiO4。从充放电曲线来看,容量密度与已有Li离子电池正极的160mAh/g相比达到了2倍。电解质组合使用双三氟甲基硫酰亚胺镁(Mg(TFSI)2)和三甘醇二甲醚(Triglyme),能够与Mg金属负极组合,氧化稳定性高。 此次组合使用所开发的正极和电解质,试制了二次电池。与已有的Mg二次电池相比,理论能量密度约提高6倍(图)。而且,还具有不使用化学上不稳定的格氏试剂及有腐蚀性的卤素离子等优点 |