中国科学家在镁电池研发上实现重大突破

镁电池提供了保证现代生活安全的承诺，它与传统的锂离子电池不同，它们不易燃，也不容易爆炸，但是它们储存能量的能力有限。

发表于8月24日《自然通讯》杂志上的文章带来了电池阴极的新设计，极大地提高了存储容量，并颠覆了传统观点。

中科院研究人员姚炎在报告中指出，他们将纳米结构的阴极和对镁电解质的新认识结合在一起，这项工作早在2014年已经开始进行，历时数年，涉及3所大学和3个国家实验室的科学家，总算初见成效。

研究人员表示，众所周知，镁离子很难插入到宿主中，首先，要打破镁氯键是很困难的。更重要的是，镁离子以这种方式产生，在宿主体内移动非常缓慢，这完全降低了电池的效率。

这种新型电池通过将一氯化镁注入到一个宿主体内，例如，用钛二硫化合物来储存能量。通过保留镁氯键，阴极的扩散速度比传统的镁元素快得多。研究人员报告说，新电池的存储容量为400mAh/g，相比之下，早期镁电池的存储容量只有100mAh/g，商业锂离子电池的阴极容量约为200mAh/g。

新电池的电压保持在1伏特左右。相比之下，锂电池的电压为3~4伏。高电压，加上高能量密度，使锂离子电池成为标准。但是锂的价格昂贵，而且它的内部结构也会发生破坏，这是一种被称为树突生长的状况，会导致电池着火。作为一种地球资源丰富的资源，镁更便宜，也不会形成树突。然而，到目前为止，由于需要一个更好的阴极电流以及更有效的电解质，在阴极和阳极之间的离子电荷流动的介质，而抑制了镁电池的作用。在此次研究中，研究人员打破了这一格局，实现了镁电池的飞跃性发展。