镁离子电池采用锡正极材料表现出优异性能

2012-11-16 19:58:28来源: 互联网

    丰田北美研究所的研究人员近日为其镁电池开发出一种嵌入式锡(Sn)阳极材料,展现出了优异的充电电压和容量。锡作为阳极材料能够具有更大的储容量,达到903毫安时/克,而 2价的镁离子嵌入/脱离基质的电压为0.15/0.20伏,先前采用的铋金属材料的比容量为384毫安时/克,嵌入/脱离基质电压为0.23 /0.32伏。

    研究人员通过将锡阳极与四硫化三钼阴极材料组合,证实了锡材料的在镁电池中的可循环特性。将锡原子作为嵌入型阳极材料,它的高工作电压与储容量特性有着不错的发展潜力。

    电池是一种能够代传统石油燃料的清洁能源,但是其弊端就是储容量的不足使得汽车不能完全依靠电池提供动力。因此,高性能电池的发展课题就摆在了眼前。由于锂离子电池成本过高,目前,镁离子、钙离子和铝离子电池都是可选择的代替品。镁离子电池的能量密度达到3833毫安时/立方厘米,而锂离子电池的能量密度为2061毫安时/立方厘米。

    二价镁离子电荷高,体积小,所以极化作用强,较难插入到很多基质中,使正极材料的选择受Mg2 离子嵌入困难的限制。但同时它的化学性比锂离子更稳定,成本也较低。另外由于它是 2价,而锂离子是 1价,所以它能够取代两个锂离子的电荷量。

镁电池优势

    1、镁系列电池不存在汞、镉、铅等重金属污染,是环保型产品:

    目前,市场上使用的普通干电池、碱性电池、蓄电池大都使用了金属汞、镉、铅。电池用完废弃后,每年将有近百吨汞、镉、铅被遗弃在大气、江河和土地中,造成环境的污染。所以人们纷纷要求回收废电池。然而回收的废电池目前又没有很好的处理方案,因而人们一直视电池为“公害”。镁系列电池从原材料(所有的原材料)到生产过程,直至电池使用完后变废弃物对环境无任何污染,可以称作绿色电池。

    2、单体平均工作电压笔锌电池高0.2-0.3V;

    3、生产成本低:与同型号锌锰电池相比成本降低20%-30%,甚至更低;

    4、容量大(镁电化当量2.2Ah/g,比锌电化当量0.82 Ah/g大近三倍),容量比同型号锌锰电池大2倍以上;

    5、适应较大电流脉冲放电,放电曲线高且平稳,持续时间长;

    6、低性能好;

    7、储存性能好;

    8、镁蓄电池产品能量高;理论上是锂电池的体积笔能量的2倍。分别是铅酸蓄电池、镉镍电池的近10倍以上。它的循环寿命预期可达到1800-2500次以上,容量也只下降5-10%。这将会是蓄电池领域目前最长的长寿命电池,他的应用范围非常广泛,前景无限,如开发成功,将会称为电动汽车、电动自行车的首选电池。

镁电池劣势:电压滞后,放电时有气体析出、发热。

关键字:电池  采用

编辑:鲁迪 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/qcdz/2012/1116/article_6341.html
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