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有望替代锂电池 镁电池前景几何?

导读: 据了解,丰田早在2005年就开始了镁电池的研究。丰田美国工程师Jeffrey Makarewicz曾公开表示,锂离子电池理想状况下蓄能水平为2000千瓦时,对于插电式电动车及混合动力车而言,性能还不够理想。而镁离子电池或其他材料电池或将有可能成为锂电池的替代品。

  近日,据海外媒体报道,丰田汽车北美研究院研发的镁电池取得了突破性进展,有望成为锂电池的替代品。

  这一消息着实令人振奋。众所周知,动力电池堪称电动新能源汽车的“心脏”,关于动力电池的技术路线之争,一直是新能源汽车领域的热点话题。如果镁电池能够替代技术已相对成熟的锂电池,那对动力电池乃至新能源汽车行业而言都将是重大利好。  

  ■ 丰田力推镁电池

  据报道,丰田此次之所以宣称在镁电池上实现了突破,是因为科学家发现了一种新型电解质,该电解质的基本成分是能和金属镁兼容的简易型单碳硼烷镁盐,可以与镁元素阳极进行反应。丰田首席科学家及化学工程师Rana Mohtadi表示,他们在镁电池中成功利用了储氢原料,此项进展令他们十分激动。

  据了解,丰田早在2005年就开始了镁电池的研究。丰田美国工程师Jeffrey Makarewicz曾公开表示,锂离子电池理想状况下蓄能水平为2000千瓦时,对于插电式电动车及混合动力车而言,性能还不够理想。而镁离子电池或其他材料电池或将有可能成为锂电池的替代品。

  复旦大学教授吴宇平告诉记者,镁电池的最大优点是采用镁作为负极,在反复充放电过程中不会产生枝晶,因此循环性能非常优良。而金属锂不仅在充放电过程中会产生枝晶,而且循环寿命低,会导致严重的安全问题。20世纪90年代,加拿大MoLi公司就由于锂枝晶造成的电池起火燃烧而被迫召回大量电池,最终倒闭。

  除了循环性能优良,镁电池还具有金属材料成本低、储能高、无毒害等优势。此外,按照丰田的公开说法,如果采用氢离子附着镁离子的MgH2材料,则放电量可以翻倍。因此,丰田一直视镁元素为更安全、更高效的电池原料。丰田相关负责人表示,电动汽车使用镁电池后,不仅能够提高续航里程,对于整车的加速性能也会有很大的提升。

  ■ 前景广阔但商业化不易

  重庆大学化工学院教授陈国昌曾发表论文指出,镁电池的开发较早,但商业化的镁电池较少。镁电池目前主要供军事通信和气象测候仪、海难救生设备和高空雷达仪等使用。他还指出,镁电池研究的重点是解决镁负极的自腐蚀和开发新型的镁负极材料。

  吴宇平表示非常看好镁电池的发展前景,但他也强调,目前镁电池的能量密度仍比锂电池低,充放电速度还不快,电解质的稳定性还比较差,对水分的敏感性更高,正极材料容量不高等问题。他指出,镁电池的实际应用仍需时日。

  比克电池总经理助理蒋小娟则明确表示并不看好镁电池,她认为镁电池只是实验室里的概念,被拿来炒作,其距离实际应用非常远。她强调,锂已经是最轻的金属元素,使用锂作为电池材料已历经多年实践证实。

  对于镁电池的商业化应用,丰田显然也有清醒的认识。丰田表示,要想将镁电池投入市场,至少还需要20年的研究。看来,镁电池替代锂电池的说法确实为时尚早。

  ■ 我国企业不太积极

  在镁电池发展方面,日本一直予以积极推进。据报道,日本在2014年推进的一项空气镁电池的大容量化研究中,参与的机构包括古河电池、尼康、日产汽车、日本东北大学、宫城县日向市等产业界、学界、政府方面的11个单位。丰田更是多次明确表示会尽最大努力加快镁电池研究。

  在吴宇平看来,我国也非常适合发展镁电池。他指出,上海交通大学在2012年前后开展了镁电池方面的研究。南京工业大学与复旦大学联合,在2015年发明了1种高电压的镁电池,其能量密度可以与锂离子电池相媲美。此外,据媒体报道,中科院大连化学物理研究所也研制出“镁空气储备电池”,可满足一台10瓦LED照明灯工作30天,或可为200部智能手机充满电。

  不过,国内企业对发展镁电池表现并不积极。一位不愿透露姓名的电池行业从业者告诉记者,镁电池不具备应用到汽车领域的条件,不会成为动力电池行业的发展趋势。一个事实或能说明企业的态度,2014年,云海金属、濮耐股份都曾被传介入金属镁电池开发,结果两家企业均公开回应说并未开发镁电池,因为镁电池后期的发展前景尚不确定。

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