鋰電池輕便而且儲能能力強,被廣泛應(yīng)用于純電動或混合動力汽車,但由于造價太高且續(xù)航里程尚不理想,使得電動汽車性能受限,例如,聆風(fēng)電動汽車在理想狀態(tài)下每138英里就需要充電一次。
為此,豐田研究人員開始有條不紊地開發(fā)鎂電池,用于取代鋰電池。鎂電池在未來將會提供一種更加廉價并具有更高儲能密度的解決方案。
位于密歇根州豐田北美研究所(TRINA)的研究人員在雜志發(fā)表了一篇文章,文中描述了作者在同樣電解質(zhì)的環(huán)境里,分別對錫制陽極的鎂電池和鋰電池進(jìn)行了試驗。文章的第一作者尼基爾·辛格(NIkhilendraSingh)表示:試驗結(jié)果表現(xiàn)出鎂電池大有發(fā)展前途,并且為將來的研究指明了方向。
鎂元素分布廣泛,因此鎂離子的電池的價格會很低廉。由于鎂離子具有兩個正電荷,而鋰離子只有一個,因此鎂電池比鋰電池具有更大的儲能能力。單位質(zhì)量的鎂電池可以存儲更多能量,這就使汽車可以行使更長的里程,使消費電子產(chǎn)品可以使用更長的時間。但鎂電池的工作效率還不盡如人意。
學(xué)術(shù)界和工業(yè)界為了提高電池性能和降低成本做了大量工作,其中包括提升鋰離子技術(shù)或研究新的化學(xué)物質(zhì),如鋰氣體、鈉氣體和鋰硫磺等。豐田北美研究所主要致力于鎂的研究,同時,其他地方的豐田科學(xué)家們正在開發(fā)新的電池種類,包括鋰氣體電池和鈉離子電池,用于汽車或各種消費電子產(chǎn)品中,這些都有可能替代鋰電池。
西北太平洋國家實驗室的高級科學(xué)家邵玉燕(YuyanShao)說,目前的研究有兩個主要方向:
第一個研究重點是鎂的金屬陽極,鎂電池的制造就是基于此的。這種陽極具有更高的轉(zhuǎn)換效率,但與傳統(tǒng)的電解質(zhì)不相容。當(dāng)通電時,鎂陽極上會形成一層阻擋膜,使得電池斷電。因此研究人員正在開發(fā)能和金屬鎂匹配的新電解質(zhì),辛格說道。
第二個研究方向是使用其他材質(zhì)的陽極,這種陽極能與傳統(tǒng)電解質(zhì)匹配。不過這種方法還沒有成功的先例,邵玉燕表示,豐田公司認(rèn)為這值得一試,特別是將目標(biāo)鎖定在開發(fā)一種高容量,高電壓的陰極上。
“目前決定走那條路還為時過早,因此我們在進(jìn)行多方面的調(diào)查研究”。豐田北美研究所總經(jīng)理葛谷高子(TakashiKuzuya)說,并希望鎂電池能先應(yīng)用于消費電子設(shè)備,然后是汽車,就像鋰電池的推廣路線一樣。