蓋世汽車訊 據外媒報道，由美國圣母大學（University of Notre Dame）化學和生物分子工程系教授Jennifer L. Schaefer領導的研究人員，分析了鎂離子導電固體聚合物電解質如何在兩個獨立的電池系統中工作。

（圖片來源：techxplore）

Schaefer表示：“為了進一步實現運輸電氣化，開發可再生能源儲能系統，需要改進儲能設備。為了滿足這些需求，除鋰離子電池之外的其他電池系統受到關注。在這些電池系統中，可充電鎂金屬電池系統頗具吸引力，因為鎂儲量豐富，而且金屬鎂負極具有高體積容量。”

離子電池中包括正、負極和電解質。通常情況下，電解質是一種溶解在液體中或分散在凝膠中的鹽，將兩個電極連接起來。向電極施加電荷時，會發生電化學反應，將分子分裂成基本成分。這些成分，通常是原子離子和電子，分別移動至相反的電極，以一種方式重新組合，要么向連接的設備釋放能量，要么從電源吸收能量。

據介紹，帶有非液體電解質的鎂金屬電池一直未得到充分研究，因其存在嚴重的離子傳輸和/或界面化學問題。帶有液體電解質的鎂金屬電池前景較好，但也面臨著與鋰離子電池相同的問題，包括揮發性、易燃性和可能出現泄漏，以及腐蝕性和/或可逆性問題。

Schaefer表示：“與液體電解質相比，固體聚合物電解質具有更高的熱穩定性、機械穩定性和電化學穩定性。同時，相對于無機固體電解質，固體聚合物電解質的成本和密度更低，具有潛在的優勢。雖然鋰離子導電固體聚合物電解質已得到廣泛研究，但關于鎂離子導電版本的成功報道相對較少。”

在這種情況下，對這類系統中離子如何反應和傳輸的了解也有限。該研究團隊分析了如何通過聚合物中的鎂基鹽制成鎂聚合物電解質PCL-PTMC，并與普通的聚醚電解質進行比較，探討兩種電解質與鎂金屬負極的接觸情況。通過光譜技術檢測每種電解質的離子形態，結果表明PCL-PTMC中的鎂離子以離子絡合物的形式存在，與其他離子鍵合，而不是以游離鎂離子的形式存在。

“如之前的鋰鹽報道，PCL-PTMC中帶正電荷的離子與聚合物鏈之間的相互作用，要弱于其他聚合物。”Schaefer指出，較弱的相互作用可以改善帶正電荷離子的傳導。“然而，含有鎂PCL-PTMC電解質的電芯極化，導致產生高度分散的、呈顆粒狀的沉積物。”

研究人員推斷，通過光譜識別出來的鎂絡合物參與傳導后在電極上分解，從而抑制電極進一步相互作用。該團隊計劃繼續探討其他鹽類，以及其他電解質界面，以避免鎂電極受到不良化學沉積的影響。

Schaefer表示，未來的工作將集中在克服界面問題和量化鎂傳導的方法上。

返回第一電動網首頁 >