雖然鋰離子電池在市場(chǎng)上的聲勢(shì)居高不下，但安全性太招人質(zhì)疑，現(xiàn)在又有一款主打更便宜、更安全的新電池要跟電動(dòng)車市場(chǎng)分一杯羹了。一款由休士頓大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)的新型鎂電池，標(biāo)榜電容量比商用鋰離子電池高出2 倍。

鎂電池最大的缺點(diǎn)在于充、放電過程中，充電性能會(huì)迅速衰退，過去由于鎂電池一直難找到能存儲(chǔ)大量鎂離子的陰極材料，不光打破氯化鎂鍵只為儲(chǔ)存鎂離子是很困難的技術(shù)，以這種方式產(chǎn)生的鎂離子在電池內(nèi)移動(dòng)速度也緩慢，種種原因都會(huì)導(dǎo)致電池效率低下，大好前程因此遭阻擋。目前，鎂電池主要供軍事通信、氣象測(cè)候儀、海難救生設(shè)備、高空雷達(dá)儀等設(shè)備使用。

現(xiàn)在，休士頓大學(xué)電機(jī)電子工程學(xué)系副教授Yan Yao 團(tuán)隊(duì)在《自然通訊》雜志發(fā)表最新研究，他們?cè)O(shè)計(jì)了奈米結(jié)構(gòu)的電池陰極，讓新型鎂電池大大增加4 倍存儲(chǔ)容量。早期鎂電池儲(chǔ)存容量為100mAh / g，相比之下新電池可達(dá)400mAh / g，而一般的商業(yè)鋰離子電池陰極容量則約200mAh / g。

新型鎂電池將氯化鎂注入二硫化鈦的陰極材料以儲(chǔ)存能量，由于保留氯化鎂鍵沒有破壞，與傳統(tǒng)鎂電池相比，離子擴(kuò)散速度比傳統(tǒng)材料快許多。Yan Yao 說，保留氯化鎂鍵可使陰極儲(chǔ)存的電荷翻倍，不過由于氯化鎂分子較大，所以關(guān)鍵就在擴(kuò)大陰極材料的開口，以便容納更多氯化鎂。

于是，研究人員動(dòng)手將二硫化鈦材料的開口撐大了300 倍──雖然還是很小，從0.57 奈米增加到1.8 奈米，但這樣便足夠讓氯化鎂分子通過。大容量的氯化鎂鍵有優(yōu)異速度和循環(huán)性能，也為多價(jià)離子電池的未來開辟更多可能性。

高壓鋰離子電池雖然還是鞏固自己的市占率，但其成本高、內(nèi)部結(jié)構(gòu)易發(fā)生破壞導(dǎo)致起火等潛在問題，都使其隨時(shí)可能被更便宜、更安全的鎂電池、鋅電池等篡位。

新款鎂電池的電壓在1 伏特左右（鋰離子電池的電壓3到4 伏特），它在一定程度上受電壓限制，但研究人員仍期盼鎂電池的新設(shè)計(jì)能應(yīng)用在更有價(jià)值的領(lǐng)域。Yan Yao 說：“我們的最高宗旨就是以更低價(jià)格制造更高能量電池，特別是在電動(dòng)汽車領(lǐng)域，要和其他電池一較高下。”
（合作媒體：科技新報(bào)。首圖為堿性電池，圖片出處：public domain CC0）