鎂電池替代鋰電池前景幾何?
2016年07月12日 9:48 12310次瀏覽 來源: 中國有色金屬報 分類: 鎂資訊
近日,據(jù)某外媒報道,豐田汽車北美研究院研發(fā)的鎂電池取得了突破性進(jìn)展,有望成為鋰電池的替代品。
這一消息著實令人振奮。眾所周知,動力電池堪稱電動新能源汽車的“心臟”,關(guān)于動力電池的技術(shù)路線之爭,一直是新能源汽車領(lǐng)域的熱點話題。如果鎂電池能夠替代技術(shù)已相對成熟的鋰電池,那對動力電池乃至新能源汽車行業(yè)而言都將是重大利好。
豐田力推鎂電池發(fā)展
據(jù)報道,豐田此次之所以宣稱在鎂電池上實現(xiàn)了突破,是因為科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了一種新型電解質(zhì),該電解質(zhì)的基本成分是能和金屬鎂兼容的簡易型單碳硼烷鎂鹽,可以與鎂元素陽極進(jìn)行反應(yīng)。豐田首席科學(xué)家及化學(xué)工程師Rana Mohtadi表示,他們在鎂電池中成功利用了儲氫原料,此項進(jìn)展令他們十分激動。
據(jù)了解,豐田早在2005年就開始了鎂電池的研究。豐田美國工程師Jeffrey Makarewicz曾公開表示,鋰離子電池理想狀況下蓄能水平為2000千瓦時,對于插電式電動車及混合動力車而言,性能還不夠理想。而鎂離子電池或其他材料電池或?qū)⒂锌赡艹蔀殇囯姵氐奶娲贰?br /> 復(fù)旦大學(xué)教授吳宇平告訴筆者,鎂電池的最大優(yōu)點是采用鎂作為負(fù)極,在反復(fù)充放電過程中不會產(chǎn)生枝晶,因此,循環(huán)性能非常優(yōu)良。而金屬鋰不僅在充放電過程中會產(chǎn)生枝晶,而且循環(huán)壽命低,會導(dǎo)致嚴(yán)重的安全問題。20世紀(jì)90年代,加拿大MoLi公司就由于鋰枝晶造成的電池起火燃燒而被迫召回大量電池,最終倒閉。
除了循環(huán)性能優(yōu)良,鎂電池還具有成本低、儲能高、無毒害等優(yōu)勢。此外,按照豐田的公開說法,如果采用氫離子附著鎂離子的MgH2材料,則放電量可以翻倍。因此,豐田一直視鎂元素為更安全、更高效的電池原料。豐田相關(guān)負(fù)責(zé)人表示,電動汽車使用鎂電池后,不僅能夠提高續(xù)航里程,對于整車的加速性能也會有很大的提升。
前景廣闊但商業(yè)化不易
重慶大學(xué)化工學(xué)院教授陳國昌曾發(fā)表論文指出,鎂電池的開發(fā)較早,但商業(yè)化的鎂電池卻較少。鎂電池目前主要供軍事通信和氣象測候儀、海難救生設(shè)備和高空雷達(dá)儀等使用。他還指出,鎂電池研究的重點是解決鎂負(fù)極的自腐蝕和開發(fā)新型的鎂負(fù)極材料。
吳宇平也表示,非??春面V電池的發(fā)展前景,但他還強調(diào),目前鎂電池還有在能量密度仍比鋰電池低、充放電速度還不快、電解質(zhì)的穩(wěn)定性還比較差、對水分的敏感性更高、正極材料容量不高等問題。他指出,鎂電池的實際應(yīng)用仍需時日。
比克電池總經(jīng)理助理蔣小娟則明確表示并不看好鎂電池,她認(rèn)為,鎂電池只是實驗室里的概念,被拿來炒作,其距離實際應(yīng)用非常遠(yuǎn)。她強調(diào),鋰已經(jīng)是最輕的金屬元素,使用鋰作為電池材料已歷經(jīng)多年實踐證實。
對于鎂電池的商業(yè)化應(yīng)用,豐田顯然也有清醒的認(rèn)識。豐田表示,要想將鎂電池投入市場,至少還需要20年的研究??磥?,鎂電池替代鋰電池的說法確實為時尚早。
我國企業(yè)不太積極
在鎂電池發(fā)展方面,日本一直予以積極推進(jìn)。據(jù)報道,日本在2014年推進(jìn)的一項空氣鎂電池的大容量化研究中,參與的機構(gòu)包括古河電池、尼康、日產(chǎn)汽車、日本東北大學(xué)、宮崎縣日向市等產(chǎn)業(yè)界、學(xué)界、政府方面的11個單位。豐田更是多次明確表示會盡最大努力加快鎂電池研究。
在吳宇平看來,我國也非常適合發(fā)展鎂電池。他指出,上海交通大學(xué)在2012年前后開展了鎂電池方面的研究。南京工業(yè)大學(xué)與復(fù)旦大學(xué)聯(lián)合,在2015年發(fā)明了1種高電壓的鎂電池,其能量密度可以與鋰離子電池相媲美。此外,據(jù)媒體報道,中科院大連化學(xué)物理研究所也研制出“鎂空氣儲備電池”,可滿足一臺10瓦LED照明燈工作30天,或可為200部智能手機充滿電。
不過,國內(nèi)企業(yè)對發(fā)展鎂電池表現(xiàn)并不積極。一位不愿透露姓名的電池行業(yè)從業(yè)者告訴筆者,鎂電池目前還不具備應(yīng)用到汽車領(lǐng)域的條件,不會成為動力電池行業(yè)的發(fā)展趨勢。一個事實或能說明我國企業(yè)對鎂電池發(fā)展的態(tài)度,2014年,云海金屬、濮耐股份都曾被傳介入金屬鎂電池開發(fā),結(jié)果兩家企業(yè)均公開回應(yīng)說,并未開發(fā)鎂電池,因為鎂電池后期的發(fā)展前景尚不確定。
責(zé)任編輯:淮金
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