锂和镁二次电池的研究与比较
镁金属二次电池
镁金属二次电池镁金属二次电池是一种新型的电池技术，它以镁金属作为阳极材料，利用氯化镁作为电解质，通过充放电过程来存储和释放能量。
它具有高能量密度、高循环寿命、低成本、可回收利用等优点，被广泛认为是一种非常有前途的二次电池技术。
镁金属二次电池的基本原理是利用电解质中的镁离子在阳极和阴极之间来回移动，进行充放电反应，从而实现储能和释能。
在充电过程中，外部电源向电池提供能量，将阴极上的镁离子还原成纯镁金属，在阳极上产生氯气，同时电池内部放出一定量的电能。
在放电过程中，电池释放出存储在阳极上的镁离子，在阴极上生成氯化镁，并放出一定量的电能和热能。
1.优点（1）高能量密度：镁金属二次电池的能量密度比铅酸电池高10倍以上，已经可以达到200Wh/kg以上。
（2）长循环寿命：镁金属二次电池的寿命长，循环寿命可以达到数千次以上。
（3）低成本：镁金属是地球上最丰富的元素之一，其原材料来源广泛，价格相对较低，因此生产成本相对于其他二次电池技术较低。
（4）可回收利用：由于镁金属是天然存在的元素，因此它可以完全回收利用。
2.缺点（1）镁金属二次电池的生产技术相对较为复杂，需要较高的技术门槛和投资成本。
（2）由于镁金属在常温下会很快地与大气中的氧气发生反应，就像生锈一样，所以需要特殊的存储和使用条件，使其电池具有更长的使用寿命。
（3）目前，镁金属二次电池的能量密度相对于其他二次电池技术还不够高，需要进一步提高。
四、未来发展方向（1）提高能量密度：进一步探索材料研究，寻找更高性能的阴极材料，并寻求更好的电解质，以提高电池的能量密度。
（2）降低成本：探索生产工艺的优化，提高生产效率，降低成本，从而更好的满足市场需求。
（3）开发新型应用：如电动汽车、太阳能储能等领域都有着广阔的应用前景，镁金属二次电池可以在这些领域发挥重要作用。
（4）提高安全性能：将电池的安全性作为关键技术方向，利用新的系统和材料设计方法，提高电池系统的安全性能。
面向规模储能的镁二次电池关键材料与电芯
面向规模储能的镁二次电池关键材料与电芯随着全球能源需求不断增长和环境保护意识的增强，可再生能源的开发和利用成为人们关注的焦点。
储能技术因其对可再生能源的有效利用和能源供应的稳定性有着重要作用，受到了广泛关注。
而作为储能技术的重要组成部分，镁二次电池因其高比容量、低成本、资源丰富等优势，备受研究者和产业界的关注。
在镁二次电池中，关键材料和电芯的设计和研发对于电池性能和成本至关重要。
本文将从面向规模储能的角度，对镁二次电池的关键材料与电芯进行探讨。
一、镁二次电池的概念镁二次电池是一种利用镁离子在正负极之间往返移动来实现能量储存和释放的电池。
其工作原理是在充电时，镁离子从正极向负极迁移，同时在放电时，镁离子则从负极返回正极，完成循环储能的过程。
二、镁二次电池的优势1. 高比容量：镁二次电池具有较高的比容量，可以提供更长的使用时间和更稳定的供电。
2. 低成本：镁是一种丰富的资源，因此镁二次电池具有较低的成本，使其在规模储能方面具有较大的竞争优势。
3. 环保可再生：镁是一种环保可再生的金属材料，与锂等材料相比，镁的回收利用率更高，对环境影响更小。
三、镁二次电池关键材料与电芯1. 正极材料：正极材料是镁二次电池中的重要组成部分，其特性直接影响电池的性能和稳定性。
目前，常用的镁二次电池正极材料包括锰基材料、钛基材料、铁基材料等。
2. 负极材料：负极材料也是镁二次电池中的重要组成部分，其特性对电池的循环性能和安全性有着重要影响。
目前，常用的镁二次电池负极材料包括碳基材料、硅基材料、锂基合金材料等。
3. 电解液：电解液是镁二次电池中传输镁离子的介质，其性能直接影响电池的循环稳定性和安全性。
目前，常用的镁二次电池电解液包括氯化镁、硫酰胺等。
4. 电芯设计：电芯是镁二次电池的核心部分，其设计和制造对电池的能量密度和安全性有着重要影响。
目前，常用的镁二次电池电芯设计包括单体电芯、组合电芯、软包电芯等。
四、面向规模储能的镁二次电池应用前景随着可再生能源的快速发展和储能需求的增长，面向规模储能的镁二次电池具有广阔的应用前景。
镁空气电池研究进展
04
镁空气电池性能测试与评价
充放电性能测试
充放电性能是镁空气电池最重要的性能指标之一，通过对不同材料和结构的镁空 气电池进行充放电测试，可以评估其性能优劣和潜力。
06
镁空气电池研究展望与挑战
研究展望
提升能量密度和稳定性
通过优化材料和设计，提高镁空气电池的能量密度和循环稳定性，以满足实际应用的需求。
扩大应用领域
探索镁空气电池在储能、电动车辆、移动设备等领域的应用可能性，拓展其应用范围。
加强基础研究
深入研究镁空气电池的反应机制和材料特性，为进一步优化提供理论支撑。
倍率性能测试
倍率性能是指镁空气电池在不同倍率下的充放电性能，通 过对电池进行倍率性能测试可以评估其在不同使用场景下 的适应性。
倍率性能测试通常需要在不同电流密度下对电池进行充放 电测试，以了解其倍率性能的变化规律和优劣程度。
能效与能量密度测试
能效与能量密度是镁空气电池的关键性能指标之一，能效指的是电池在充放电过 程中能量的利用效率，能量密度则是指电池单位体积或质量所能够储存的能量大 小。
技术挑战
要点一
镁的氧化还原反应
镁的氧化还原反应是镁空气电池的核 心反应之一，需要进一步优化反应过 程以提高电池性能。
要点二
催化剂性能提升
镁空气电池的催化剂是影响性能的关 键因素之一，需要研究和开发高效、 稳定的催化剂。
要点三
电池系统集成
镁空气电池系统的集成和优化，包括 电极设计、电解质选择、镁供应和回 收等，也是需要解决的重要问题。
02
各种电池的区别
各种电池的区别电池分类依材质区分■碳锌电池Heavy Duty Battery亦称为锌锰电池，是目前最普遍之干电池，它有价格低廉和使用安全可靠的特点，基于环保因素的考量，由于仍含有镉之成份，因此必须回收，以免对地球环境造成破坏。
■碱性电池Alkaline Battery亦称为碱性干电池，适用于需放电量大及长时间使用。
电池内阻较低，因此产生之电流较一般锰电池为大，而环保型含汞量只有0.025%，无须回收。
■水银电池Silver Oxide Button Cell水银电池，因为污染和电容量之故线已逐渐被锂-锰配方取代■锂电池■镍镉充电电池Ni-Cd(Nickel Cadmium Battery)已为大众早期广泛使用，可重覆约500次之充放电，但约10次充放电后即会产生记忆效应；另一个缺点是，在充放电时，阴极会长出镉的针状结晶，有时会穿透分隔物而引起内部枝状晶体式的短路。
由于含有镉之成份，因此必须回收。
■镍氢充电电池Ni-MH(Nickel Metal Hyoride Battery)为目前市场主流之充电电池，它是使用氧化镍作为阳极，以及吸收了氢的金属合金作为阴极，一般可进行500次以上的充放电循环。
由于不含汞及镉之原料，不必回收。
■锂充电电池Rechargeable Lithium ion Battery■铅酸电池Sealed Lead-Acid Battery■太阳能电池在化学电池中，根据能否用充电方式恢复电池存储电能的特性，可以分为一次电池（也称原电池）和二次电池（又名蓄电池，俗称可充电电池，可以多次重复使用）两大类。
一次电池又可分为普通锌锰（中性锌锰）、碱性锌锰、锌汞、锌空、镁锰和锌银六个系列；二次电池主要有镍镉电池、镍氢电池、锂离子电池、碱锰充电电池和铅蓄电池等类型。
在数码设备中，常用的电池类型是干电池（包括碱性电池）、镍镉电池、镍氢电池和锂离子电池等。
干电池：这是使用最普遍的电池类型之一，很多人用过干电池，但了解其构造的人却不多。
镁二次电池正极材料研究进展
镁二次电池正极材料研究进展
李艳阳;熊跃;张建民;陈卫华
【期刊名称】《材料导报》
【年(卷),期】2015(029)009
【摘要】自然界中镁储量丰富,镁二次电池在大负荷储能设备方面具有良好的发展前景.然而,正极材料的寻找和改进一直是镁二次电池的难点.对近几年镁二次电池正极材料的主要研究进展进行了介绍,着重总结了已报道的具有各种独特微纳米尺寸结构的材料,结果表明材料的介观结构和微观结构(原子排布)对材料的性能都有着至关重要的影响.表现出良好性能的微纳米尺寸结构可被类似体系或材料所参考.【总页数】5页(P50-54)
【作者】李艳阳;熊跃;张建民;陈卫华
【作者单位】郑州大学化学与分子工程学院,郑州450001;中华人民共和国国家知识产权局,北京100000;郑州大学化学与分子工程学院,郑州450001;郑州大学化学与分子工程学院,郑州450001
【正文语种】中文
【中图分类】O614
【相关文献】
1.镁二次电池正极材料的专利技术分析 [J], 户爱敏;司莉敏
2.镁二次电池正极材料纳米Fe3S4的电化学性能 [J], 张若然;吴晓梅;曾小勤;邹建新;丁文江
3.导电含硫材料/聚苯胺复合物作为镁二次电池的正极材料 [J], 冯真真;努丽燕娜;杨军
4.五氧化二钒空心球制备及其作为镁二次电池正极材料 [J], 杜鑫川;黄岗;王立民
5.镁二次电池硅酸盐正极材料研究进展 [J], 孙建之
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
热电池
3.4 热电池及其特性热电池是以熔盐作电解质，利用热源使其熔化而激活的一次储备电池。
由于具有很高的比能量和比功率、使用环境温度范围宽、贮存时间长、激活迅速可靠、结构紧凑、工艺简便、造价低廉、不需要维护等优点，一问世就受到军界的青睐，发展成为导弹、核武器、火炮等现代化武器的理想电源，在军事领域占有重要位置。
常用热电池包括以下几种：l)镁系热电池；2)钙系热电池；3)锂系热电池。
随着热电池技术的不断发展，电化学体系的不断繁荣，热电池的体系有了很大扩展。
早期的热电池以镁/氯化钾一氯化锂/氧化铁为主，然后过渡到钙/氯化钾一氯化锂/铬酸钙和钙/氯化钾-氯化锂/铬酸锌体系，随着锂合金阳极、全锂电解质以及二硫化铁和二硫化硅阴极的使用，热电池的研究重点转移到锂热电池方面，其突出特点是比能量高，无噪声，内阻较低，工作温度范围宽，更适合在高电流密度条件下使用。
由于热电池依靠高温使电解质熔化而导电，电池可以广泛地应用在旋转弹和非旋转弹中；由于热电池的作用时间取决于电解质余物融化和导电的时间，因此，为了延长电池的工作时间，通常需要有保温材料对电池保温；热电池对使用温度不敏感，在±50℃条件下使用性能差别不大；热电池的激活时间通常长达数百毫秒，但相对散布小；工作时间一般能达到几分钟。
表1为几种室温锂电池与锂热电池的性能比较情况。
室温锂储备电池与锂热电池相比，优点是工作温度低，工作电压高，不需要加热，激活时间短，工作时间长，反应过程放热小，对引信其它零部件无热影响；不足之处在于室温锂电池的工作电流密度较锂热电池小，不利于大功率放电。
表1室温锂电池与锂热电池性能对比由表1可见，室温锂电池的能量密度大，其中锂/亚硫酞氯原电池的能量密度最大，可高达440Wh/kg，而锂热电池中，能量密度最高的锂硅/二硫化钴电池的能量密度也仅有75Wh/kg，二者相差近6倍。
从表1中还可以看出，同为室温锂电池，储备电池的能量密度和功率密度均比原电池小，这其中的主要原因在于：储备电池中的储液瓶及激活机构占用了大量的电池内部空间，使得储备电池的功率密度和能量密度均为原电池的几分之一甚至几十分之一。
镁锂合金的研究化学毕业论文
第1章绪论1.1引言镁锂合金又称为超轻合金，该合金具有密度小、比强度高、比刚度高，对震动、噪声缓冲能力强，且切削加工和抛光性能好等优异性能[1]，已广泛应用于汽车制造、航空航天等领域，20世纪90年代后其应用扩展到通讯、计算机和声像(简称3C产品)等领域。
但是，锂的加入在降低密度、提高塑性的同时，却使合金的抗腐蚀性能显著降低，使其应用受到了很大的限制，需要进行有效的防护处理来发挥镁锂合金的优良性能。
Al的化合物尤其是氧化铝稳定性较好，铝的薄膜相比于镁和锂的氧化膜有着极强的耐蚀性能。
因此本论文将研究在Mg-Li合金表面合成耐蚀性能良好的Al膜，并利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)仪研究了镁锂合金表面铝膜的形貌、结构和组成。
1.2镁铝合金的概述Mg中以Li为主要添加元素，即构成了Mg-Li合金。
Mg-Li合金密度只有1.30-1.65g/cm3，仅为铝合金的1/2，是传统镁合金的3/4，是迄今最轻的金属结构材料。
Mg-Li合金可以降低宇宙射线对电子仪器设备的干扰，能满足航空、航天工业对轻质材料的需求，例如：1960 1967年，洛克希德马丁与IBM合作，开发了航天飞机“Stern-V”用的Mg-Li合金部件[2]。
总之，随着3C 产业迅速发展，人们对便携性、轻量化、环保型产品需求的增长，Mg-Li合金的应用也将会越来越广泛。
1.3镁锂合金的研究历史及现状1.3.1 镁锂合金的研究历史1910年，德国Masing[3,4]在研究Li、Na、K与Mg相互作用时，意外地1发现Mg和Li发生有趣的结构转变，并认为该结构是超结构。
1934-1936年，德、美、英三国研究者相继研究了镁锂合金的结构转变，并测定了二元合金相图，证实了镁含量达5.7%时出现bcc-fcc结构转变。
1942年，美国冶金学家提议向镁基合金中添加金属锂，使镁基合金的晶体结构由密排六方变成体心立方，以期改善合金的加工性能，并同时降低合金的比重。
提高高镁锂比提锂的方法和应用
提高高镁锂比提锂的方法和应用高镁锂比提锂是指在锂电池材料中提高镁锂比例，即提高镁含量。
目前，锂电池作为新能源汽车、电子设备等领域的核心动力源已经得到了广泛应用。
而高镁锂比提锂技术的发展和应用可以进一步提升电池性能，提高能量密度和循环寿命，进一步推动锂电池技术的发展。
一、高镁锂比提锂的方法1.材料改良：通过改良锂电池材料的配方和结构，提高镁含量。
可以选择优质的镁电极材料，改良电池正、负极的组成，优化锂电池的结构等。
对于正极材料，采用合成高镁含量的材料，如镁锂硅材料、镁锂钴酸材料等，可以显著提高锂电池的放电比容量，增加电池的能量密度。
对于负极材料，改良其组成和结构，增加镁的储存容量和提取速率，提高锂电池的循环寿命。
2.电解液改良：优化电解液的组成和性能，提高锂电池对镁的溶解度。
可以采用高浓度的镁盐溶液作为电解液，利用添加相应的配套添加剂和配位剂，控制镁离子的溶解和迁移速率，提高锂离子的电荷传输效率和导电性能。
3.界面改良：通过改良锂锰氧电池的电解液及电池的界面，减少锰锂氧过电位，提高镁在锂电池中的利用率。
4.表面改良：通过特殊表面涂层技术，增强锂电池材料表面对镁的吸附性能，加速镁离子在锂电池中的扩散和传导速率。
二、高镁锂比提锂的应用1.高能量密度：提高锂电池的能量密度是新一代锂电池发展的重要方向之一。
高镁锂比提锂技术的应用可以显著提高锂电池的能量密度，实现更小体积、更轻量化的电池设计，满足电子设备和新能源汽车等领域对高能量密度的需求。
2.长循环寿命：锂电池的循环寿命是一个决定其性能的重要指标。
镁离子作为锂离子的替代物，具有更低氧化还原电位，可以提高锂电池的循环寿命。
通过高镁锂比提锂技术，可以降低锂电池的充放电过程中的电场梯度，减少电极和电解液的副反应，提高锂电池的循环寿命。
三、发展趋势和挑战高镁锂比提锂技术的发展面临一些挑战。
首先，镁离子在锂电池中的扩散速率较慢，导致电池性能的下降。
其次，锂电池材料中的细微结构变化和相变会导致锂电池容量的损失。
镁电池研究中取得重大突破 储能2倍于锂电池
镁电池研究中取得重大突破储能2倍于锂电池美国能源部可再生能源实验室(NREL)的科学家们开发了一种制造可充电无水镁电池的新方法。
近期刊登在Nature Chemistry上的一篇论文引起了轰动，该篇论文详细阐述了科学家开发镁金属在无腐蚀性碳基电解质中发生可逆化学反应的过程，并且该过程通过了接下来的测试。
比起锂离子电池，该技术具有更有潜力的优势——其中最大的优势是具有更高的能量密度、更强的稳定性和更低的成本。
Seoung-Bum Son, Steve Harvey, Andrew Norman 和Chunmei Ban是NREL的研究人员，同时也是Nature Chemistry 白皮书《碳酸盐中人造可逆的镁化学反应》的合著者，他们利用飞行时间二次离子质谱仪来辅助自己的研究工作。
该设备可以帮助他们在纳米尺度上研究材料退化和失效机制。
NREL材料科学部门的科学家、《碳酸盐中人造可逆的镁化学反应》的作者之一Chunmei Ban表示：“作为科学家，我们总是在想接下来会发生什么。
”她认为在市场上占主导地位的锂离子电池技术已经触摸到了技术上的天花板，因此迫切需要探索新的化学电池技术，以更低的成本提供更多的能量。
NREL前博士后，现科学家科学家，该论文的第一作者Seoung-Bum 表示：“这一发现将为镁电池的设计提供新的途径。
”其他合著者则是Steve Harvey, Adam Stokes, 和Andrew Norman。
当离子从负极流向正极时，电化学反应就会使电池产生能量。
对于锂电池来说，电解液是含有锂离子的盐溶液。
而电池技术的关键在于化学反应必须是可逆的，只有这样电池才能实现充电过程。
理论上讲，同体积的镁(Mg)电池所能储存的能量几乎是锂离子电池的两倍。
但是之前的研究遇到了一个难题：传统的碳酸盐电解质会因为化学反应在镁表面形成一道屏障，这会阻碍电池的充电过程。
镁离子可以通过高腐蚀性的液体电解质流向相反的方向，但这也打消了高压镁电池的可能性。
动力电池产品分析镁空气电池的优势与限制
动力电池产品分析镁空气电池的优势与限制动力电池产品分析：镁空气电池的优势与限制动力电池是电动汽车等电动设备的重要组成部分，而镁空气电池作为一种新型的动力电池，其在电动车领域具有一定的潜力。
本文将对镁空气电池的优势与限制进行详细分析。
一、镁空气电池的优势1. 高能量密度：镁空气电池作为一种全新的动力电池技术，相比传统的锂离子电池具有更高的能量密度。
由于镁的相对原子质量更小，且能量释放过程中每个镁离子释放出更多的电子，所以其能够在相同体积和重量下存储更多的能量，从而提供更长的续航里程。
2. 贮存方便：相比锂离子电池，镁空气电池具有更好的贮存性能。
镁是丰富而廉价的元素，容易获取。
同时，镁空气电池的电解液也相对较稳定，不易泄漏或引起火灾，使得其在储存和运输过程中更加安全可靠。
3. 可充电性强：镁空气电池不仅具备长续航里程，而且具备可充电的特性。
在充电时，电流通过电解液使氧气产生直接还原电极上的镁离子，并在放电时反应逆转。
这种可逆反应的特性使得镁空气电池具备了可再生利用的能力，提高了电池的经济性。
二、镁空气电池的限制1. 寿命有限：尽管镁空气电池具备可充电的特性，但其使用寿命相对较短。
在充放电过程中，镁空气电池的阳极会出现腐蚀现象，导致电池寿命减短。
此外，镁空气电池在多次充放电过程中，电解液也会发生变化，进一步缩短了电池的使用寿命。
2. 反应稳定性有待提高：镁空气电池存在着反应稳定性不高的问题，主要体现在阳极氧化过程中难以完全控制氧化速率，从而影响了电池的正常工作。
目前，研究人员正在致力于改善镁空气电池的反应稳定性，以提高其在实际应用中的可靠性。
3. 充电速度慢：相比锂离子电池，镁空气电池充电速度较慢。
在充电过程中，镁离子的扩散速率较低，容易引起反应的不均匀性，进而影响电池的充电效率。
因此，在实际应用中，需要更多地关注充电速度的提升。
结论：综上所述，镁空气电池作为一种新型的动力电池，在电动车领域具备一定的优势。
镁元素在生活中的应用
镁元素在生活中的应用一、镁元素的基本特性镁元素是一种轻金属，其化学符号为Mg，原子序数为12，在自然界中广泛存在于矿石中。
镁具有低密度、高强度、耐腐蚀等特点，因此在工业生产和日常生活中有着广泛的应用。
二、镁元素在工业领域的应用1. 铝合金生产：镁是铝合金中的重要成分之一，可以通过镁的添加来提高铝合金的强度、硬度和耐腐蚀性能，使其在航空航天、汽车制造等领域得到广泛应用。
2. 钢铁生产：镁可以作为脱硫剂和脱氧剂，用于钢铁冶炼过程中的脱硫和净化，提高钢铁的质量和性能。
3. 光学材料：镁可以制备成镁类光学材料，如镁铝氧化物，用于光学仪器、望远镜等领域，具有优异的光学性能。
4. 防腐涂料：镁可以制备成镁防腐涂料，用于钢结构、船舶、桥梁等金属表面的防腐保护，具有优异的耐腐蚀性能和长久的保护效果。
三、镁元素在医疗卫生领域的应用1. 镁合金骨钉：镁合金具有优异的生物相容性和生物降解性，可用于制备骨钉、骨板等骨科植入物，用于骨折修复和骨缺损修复，避免二次手术取出植入物的困扰。
2. 镁盐药物：镁盐是一种常用的药物成分，可以用于治疗镁缺乏症、高血压、心律失常等疾病，对于维持人体生理功能具有重要作用。
3. 镁离子水处理：镁离子具有软化水、去除水中硬度离子的作用，可以用于水处理领域，净化水质，提高水的质量。
四、镁元素在能源领域的应用1. 锂电池：镁是一种理想的锂电池负极材料，具有高导电性和高比容量，可以用于制备高性能的锂电池，应用于移动电子设备、电动汽车等领域。
2. 太阳能电池板：镁合金可以作为太阳能电池板的基底材料，具有轻量化、强度高、耐腐蚀等优点，可以提高太阳能电池板的性能和寿命。
3. 氢能源：镁可以与水反应产生氢气，可以作为氢能源的储存材料，为氢燃料电池等氢能源技术提供支持。
五、镁元素在日常生活中的应用1. 镁合金制品：镁合金具有轻量化、高强度的特点，被广泛应用于汽车、电子产品、航空航天等领域，如手机外壳、汽车零部件等。
镁电池调研报告
镁电池调研报告镁电池调研报告一、引言电池作为能源存储和释放的重要设备，在现代社会的许多领域中发挥着关键作用。
然而，传统的锂电池具有能量密度低、重量大、成本高等缺点，因此人们对于新型电池技术的研究和开发更加迫切。
镁电池作为一种具有很大潜力的新型电池技术，近年来受到了广泛关注。
本报告旨在对镁电池的相关情况进行调研和分析。
二、镁电池的原理镁电池是一种以镁金属为负极和有机或无机化合物为正极的电池。
在放电过程中，镁金属通过氧化反应释放电子，从而提供电流。
正极则是通过还原反应接收电子，完成电池的闭合回路。
在充电过程中，反应方向发生变化，电池可以重新储存能量。
三、镁电池的优势1. 能量密度高：相比锂电池，镁电池的能量密度更高，可以储存更多的能量。
2. 资源丰富：镁金属是地壳中第八丰富元素，资源相对充足，在可再生能源领域具有很大潜力。
3. 安全性好：镁电池不像锂电池那样存在严重的安全隐患，对环境的污染也较小。
4. 具有较长的寿命：镁电池的循环寿命比锂电池更长，可以多次充放电。
四、镁电池的应用领域1. 便携式电子设备：由于镁电池能量密度高、重量轻，因此在手机、平板电脑等便携式设备中有着广泛的应用前景。
2. 新能源汽车：镁电池作为新能源汽车的电池技术之一，可以提供持久的动力支持，并且更加环保。
3. 储能系统：利用镁电池的高能量密度，可以构建更加高效、可靠的储能系统，为电网调峰填谷提供支持。
4. 航空航天领域：镁电池由于具有较高的能量密度和轻量化优势，对于航空航天领域提供了更多应用可能性。
五、镁电池的挑战和前景1. 负极材料研发：目前，镁电池负极材料的性能和稳定性还需要进一步改进，以提高电池的循环寿命。
2. 正负极之间的离子传输：由于镁离子在正负极之间移动的速度较慢，影响了电池的充放电速率，需要进一步研究和优化。
3. 成本问题：镁电池的成本仍然较高，需要降低生产成本，以提高市场竞争力。
4. 与现有基础设施的兼容性：现有的充电设施主要针对锂电池，因此需要为镁电池开发相应的充电设备。
镁锂合金电池的研究进展
镁锂合金电池的研究进展电池是当今社会中不可或缺的一部分。
而随着工业的发展，对电池能量密度、寿命等方面的需求也越来越高。
而镁锂合金电池就是一种能够满足这些需求的电池。
本文将围绕镁锂合金电池的研究进展展开。
一、镁锂合金电池的基础结构与工作原理中性盐桥显著地影响着镁锂合金电池的性能，其基础结构如图1所示。
这种电池包含一个锂离子电池的锂沉积（或锂合金化）负极和一个镁离子电池的空气正极，在室温下可由氧气氧化还原并与中性盐桥分离。
图1 镁锂合金电池的基础结构镁离子在正极空气上被还原成镁，这是一个放热反应。
而锂离子在负极电池上被氧气氧化，这是一个吸热反应。
两个反应之间的差异使得这种电池需要中性盐桥来平衡放热和吸热反应。
中性盐桥作为电化学的物理分离，使得正极空气和负极空气分别向中性盐桥结构中移动，完成红ox反应。
因此，中性盐桥在电池性能方面起着至关重要的作用。
二、研究镁锂合金电池带来的挑战尽管镁锂合金电池的理论特性十分吸引人，但是这种电池实现工具化仍然面临着许多挑战。
主要困难有以下几个方面：首先，镁离子与负极电池之间的相互作用引起了研究人员的关注。
镁离子可以很快地氧化负极电池，而这种氧化反应十分普遍，使得电池的寿命受限。
其次，与同等重量的锂离子电池相比，镁离子电池的能量密度较低。
这是由于镁离子的两电价，使得电荷移动速度降低，从而影响了电池的整体性能。
不仅如此，镁锂合金电池还需要额外的数组件，这也进一步增加了电池的重量和尺寸。
最后，镁锂合金电池在长期使用过程中会出现一些易耗件损坏的问题。
研究团队正专注于解决这类问题，希望能够增加电池的寿命并降低维护成本。
三、镁锂合金电池的应用领域尽管镁锂合金电池的研究仍然处于早期阶段，但它已经有了一些可能的应用领域。
例如，镁锂合金电池可用于无线传感器，这种传感器需要长久的维护，而且在工业监测等领域十分有用。
同时，镁离子电池还可以被应用于较低频率的充放电过程，而其能量密度的降低也将改善电池的循环次数和寿命。
镁二次电池材料的国内外研究现状
关键词：镁二次电池，电解质，正极材料，研究现状，开发前景
金属镁与锂处于周期表中的对角线上．因而具有相似的化学性质。镁的理论容量很高，
为２２０５ ｍＡｈ．ｇ’Ｉｏ因此，开发实用的镁二次电池引起了研究人员极大的兴趣“．２】。镁离子电池
发展亟待解决的问题主要有以下几点ｎｑ：（１）由于镁的化学活性，金属镁的表面在绝大多 数溶液中会生成钝化膜，而二价镁离子难以通过这种钝化层，使得镁难以溶解或沉积，从而 限制了镁的电化学活性；（２）缺乏适当的传导Ｍｇ“的介质；（３）二价镁离子体积小，极 化作用强，从而较难嵌入到很多基质中，使得正极材料选择遇到困难。有研究者”’认为只有 主体化合物具备层状或隧道（管状）结构才能使镁离子有效地完成嵌入和脱嵌过程。组成镁
２００４年韩国的Ｊｉ．Ｓｕｎ Ｏｈ等人‘２０ｌ，将聚合物：Ｐｏｌｙ（ｖｉｎｙｌｉｄｅｎｅ ｆｌｕｏｌｉｄｅ－ｅｏ．ｈｅｘａｆｌｕｏｒｏｐｒｏｐｙｌｅｎｅ）
简称为Ｐ（ＶｄＦ－ｃｏ－ＨＦＰ），溶解到ＩＭＭｇ（Ｃ１０４）２和ＥＣ／ＰＣ（１：１ ｖ０１），加人硅酸和六甲基硅烷使 成为粘稠状液体。制备６０－１００“ｍ厚度的电解质膜。当聚合物：Ｍｇ（Ｃ１０４ｈ／ＥＣ／ＰＣ：Ｓｉ０２＝１５：７３：１２
２．正极材料
目前正极材料存在着几个问题‘捌：１）过渡金属氧化物与硫化物和传统的镁电池电解质 溶液不兼容；２）镁的动力学嵌入通常非常缓慢；３）高活性物质下，嵌入量非常低；４）观察 充、放电电压差异非常大，也就是有高的过电位；５）镁嵌人材料，在多次循环下，衰减严
重。
通过文献‘”洲，可以看出Ｍ０６ｓ￡具有明显的优势。它的理论容量１２８ｍＡｈ．ｇ－１，实际利用 率则达到了９５％以上。和相关电解质溶液兼容性高，开路电压在１．３ｖ左右。充、放电电压相 差不大，循环性能良好，３５００个循环，效率１００％，在０．１．１ｍＡ／ｃｍ２的条件下。宽的工作温度
镁电池优缺点简介
镁电池优缺点简介随着全球能源消耗高速增长，环境日益恶化，以化学电池代替交通行业中的石油成为竞相研究的热点，特别在电动汽车领域中的应用。
现在使用的二次电池主要是Pb酸、Ni-Cd、Ni-MH及Li离子电池，它们在应用于电动汽车方面显然都不太理想。
前两种电池含有害元素Pb和Cd，严重污染环境。
锂离子二次电池则更适用于小容量，大容量储电时，由于Li的特别活泼，会遇到安全问题；另外，锂离子电池因为成本较高，Li和Co资源相对比较缺乏，提炼难度大，易造成环境污染。
环保廉价、能量密度比高的二次可循环镁离子电池将是一个重要的替代能源载体。
在元素周期表中，Mg与Li处于对角线位置，两者有相似的化学性质（表1）。
与锂离子电池相比较（表2），镁离子电池的优点主要有以下几点：（一）Mg蕴藏丰富，价格低廉，海水和土壤中含有丰富的氯化镁和氧化镁提炼方便，节能。
（二）Mg安全无污染且加工处理比锂方便；Mg的化合物无毒或者低毒，可循环性能好，具有生物和环境友好性，属于绿色能源。
（三）电极电位较低，能量密度高。
（四）循环寿命性能好，（-20~80 °C条件下）循环2000次后容量仅损失15%。
（五）安全性能高，熔点高达649 °C。
表1 镁和锂的性质对比表 2 镁离子电池与锂离子电池的相关参数比较基于以上优点，1990年，Gregory等人首次报道了较完整的镁二次电池系统进行试验。
该电池充放电的库仑效率可达99% ，虽然存在低的开路电压、高极化等不足、无足够稳定性等问题而不成功，但却说明了二次镁电池从技术上是可行的。
其后，由Aurbach等人组装的镁二次电池在性能上明显提高，该电池在电流密度0.2~0.3 mA/cm2下，放电平台达到了1.1~1.2 V 左右，循环近600次，向实用迈出一大步。
还有很多其他类似报道，其质量比容量从几十到410 mAh/g 不等，实用性和稳定性均不佳。
理论上，镁离子电池比锂离子电池具有更大的研究空间。
镁电池能量密度
镁电池能量密度镁电池是一种以镁为负极的电池系统，相较于传统的锂离子电池，具有更高的能量密度和更低的成本。
在能源储存和电力传输方面，镁电池具有很大的潜力。
首先，我们来看看镁电池的能量密度。
能量密度是衡量电池存储能量多少的一个重要指标，通常以瓦时每千克（Wh/kg）或兆瓦时每升（MWh/L）表示。
镁电池的能量密度比传统的锂离子电池更高，这是因为镁的原子质量比锂更轻，因此镁电池可以存储更多的能量。
根据一些研究数据，镁电池的能量密度可以达到200Wh/kg以上，甚至可以达到300Wh/kg。
相比之下，锂离子电池的能量密度通常在150-250Wh/kg之间。
因此，镁电池在能量密度方面具有很大的优势。
其次，我们来看看镁电池的成本。
镁电池的成本低于锂离子电池，这主要是因为镁的价格比锂更便宜。
此外，镁电池的正极材料可以选用多种材料，例如三元材料、NCA、NMC 等，这些材料不仅价格适中，而且性能优异，可以降低电池的成本。
因此，镁电池的成本可以比锂离子电池降低20%-30%。
最后，我们来看看镁电池的应用前景。
由于镁电池具有高能量密度和低成本等优点，因此在电动汽车、储能系统、航空航天等领域具有广泛的应用前景。
例如，在电动汽车中，使用镁电池可以增加车辆的续航里程和提高充电速度；在储能系统中，使用镁电池可以提供更高的能量存储和更长的使用寿命；在航空航天领域，使用镁电池可以提供更轻的能源储存和更高的能量输出。
综上所述，镁电池具有高能量密度和低成本等优点，因此在能源储存和电力传输等领域具有广泛的应用前景。
未来随着技术的不断进步和市场需求的不断增长，镁电池将会得到更广泛的应用和推广。
同时，也需要注意到镁电池的安全性和循环寿命等问题，这些问题是限制镁电池广泛应用的重要因素之一。
因此，在未来的研究和应用中，需要进一步解决这些问题，提高镁电池的性能和可靠性。
另外，值得注意的是，目前镁电池还处于研究和开发阶段，尚未实现大规模商业化应用。
镁动力电池技术研究
镁动力电池技术研究近年来，镁动力电池作为一种新型、高效的电池技术，备受关注和研究。
相比于传统的锂离子电池，镁动力电池具有更高的能量密度、更高的安全性、更好的环保性，以及更加广阔的应用前景。
本文将从镁动力电池技术的基本原理、优点、应用前景以及存在的问题等方面进行探讨。
一、镁动力电池技术的基本原理镁动力电池技术的基本结构由正极材料、负极材料、电解液和隔膜组成。
其中，正极材料采用的是硫化镁，负极材料则是金属镁。
镁离子在电解液中通过隔膜，从负极向正极流动，完成电化学反应并释放出电荷。
相比于锂离子电池，镁离子电池中的离子具有更小的电荷密度，因此在充电和放电时的反应速度也更慢。
但是镁离子电池具有的较高的工作电压和能量密度优势，则可以弥补此欠缺。
二、镁动力电池技术的优点1、高能量密度相比于传统的锂离子电池技术，镁动力电池可以实现更高的能量密度，从而为电动汽车和储能设备等领域提供更加高效的支持。
2、更加安全可靠镁动力电池的负极使用金属镁而非锂，因此更加安全可靠。
在使用过程中，其不会出现灼烧或泄漏等事故，更不会因为“炸弹”等事件引起不必要的恐慌。
3、环保性镁动力电池的电化学反应仅仅会产生水和镁化合物，不会释放出有害气体、重金属等污染物，因此具有更好的环保性。
三、镁动力电池技术的应用前景1、电动汽车随着电动汽车产业的迅猛发展，镁动力电池日益受到关注和重视。
相比于传统的锂离子电池，镁离子电池具有更高的能量密度和更加环保的特点，因此有望成为未来电动汽车的首选电池技术。
2、储能设备镁动力电池的优点不仅适用于电动汽车，也可以被应用于储能设备等领域。
相比于传统的储能电池，镁动力电池可以实现更加高效的能量转换，从而在应对能源储备和电网调节等方面展现其独特的优势。
四、镁动力电池技术存在的问题虽然镁动力电池技术弥补了锂离子电池的诸多缺陷，但是其自身也存在一些问题。
其中最主要的问题就是其充电速率相对较慢，镁离子的传输速度不足以实现高速充电。
镁锂混合电池可行性分析
镁锂混合电池可行性分析镁锂混合电池作为一种新型的电池技术，具有很高的能量密度和较长的循环寿命，同时又具备较低的成本和环境友好性。
因此，它在可行性方面具备很大潜力。
首先，镁锂混合电池的高能量密度使其能够提供更持久的电力。
相对于传统的锂离子电池，镁锂混合电池能够提供更高的电压和电流输出，从而延长了电池的使用时间。
这对于依赖电池作为能量来源的电动汽车、便携设备等应用来说，具有良好的可行性。
其次，在循环寿命方面，镁锂混合电池表现出优异的性能。
由于镁离子的嵌入和脱嵌具有较低的极化电阻，电池在循环过程中具有较低的电阻损失，从而延长了电池的使用寿命。
这在长时间使用或频繁充放电的需求下，也增加了镁锂混合电池的可行性。
此外，镁锂混合电池的成本相对较低，提高了其商业可行性。
相比于传统的锂离子电池，镁锂混合电池采用的材料成本较低，并且在生产工艺上也能够实现大规模、高效率的生产。
这些优势使镁锂混合电池具备了在大规模应用领域中商业可行性的潜力。
最后，镁锂混合电池的环境友好性使其更具可行性。
相比于传统的锂离子电池，镁锂混合电池的材料资源更为丰富，且甚至能够实现可循环利用。
同时，由于镁离子在循环过程中的高扩散性和低极化电阻，电池对环境的污染和负面影响更小。
这使得镁锂混合电池成为未来可持续发展的有力选项，也增加了其可行性。
综上所述，镁锂混合电池具备较高的能量密度、循环寿命长、成本较低以及环境友好等优势，这使得它在可行性方面具备很大潜力。
然而，由于目前仍存在技术难题如电极材料的稳定性和电解质的导电性等问题，镁锂混合电池的商业应用仍面临一定的挑战。
但是，随着技术的进一步发展和突破，相信镁锂混合电池将会成为未来电池技术的重要发展方向之一。
镁电池大会即将召开，有望替代锂电池第一届镁电池及其材料研讨大会将在8月27
镁电池大会即将召开，有望替代锂电池第一届镁电池及其材料研讨大会将在8月27第一届镁电池及其材料研讨大会将在8月27-28日召开，镁电池产业革命来袭！有望代替锂电池。
目前的电动车大多都是锂电池为载体，但是锂电池始终还是一种过渡，且其本身具备污染以及其他电池容量、安全性等方面的缺点。
高能量密度新型镁电池与锂离子电池相比：1、镁不如锂活泼易于加工操作，镁暴露在空气也比锂安全，而且镁电池没有类似锂电池的枝晶生长的问题；2、锂的熔点约为180摄氏度，而镁的熔点高达约650摄氏度，因而更为安全；与锂离子电池相比其充电量和放电电压更高，而成本则低得多；3、镁的蕴藏量比锂多3000倍，是后锂时代重要候选材料之一，新型镁电池比锂离子电池储能效率更高、更便宜、更安全，镁电池的广泛可用性对推动电动汽车和分布式储能技术发展具有决定性作用；4、新型镁电池具有能量高、体积小、重量轻、容量大、贮存寿命长、工作度范围宽、应用领域广、性价比优势大、环保无污染、可二次回收的特点；5、出于安全考虑锂离子电池中必须使用低容量的碳棒，因为纯锂材料的阳极容易引发短路甚至起火。
相比之下镁作为阳极更加安全，阴极材料与镁搭配会让电池体积更小但储存能力更强。
所以，镁电池相比锂电池，不仅提高了能量密度，而且提高了电池的安全性，降低了成本。
同时锂资源也面临储量有限且分布不均的问题，难以满足未来大规模储能要求。
那既然镁电池优于锂电池，为什么迟迟没有商用？过去限制镁离子电池发展主要还是技术以及配套，而近几年在这方面获得了重大突破，而研讨会重点就是要解决这些问题，实现镁电池的商用。
同时还有一条重要的消息：8月25日消息，工信部将继续会同有关部门进一步加强盐湖资源高效开发、综合利用等科技支撑工作，指导地方及企业做好氯产品等相关论证，开展无水氯化镁电解生产金属镁技术攻关，推动解决困扰盐湖资源开发利用的技术难题。
盐湖不止有锂金属，还有镁金属，镁金属开发技术得到突破，也将进一步加快镁电池商用的速度。
磷酸盐镁锂离子电池的安全性研究
磷酸盐镁锂离子电池的安全性研究近年来，随着环保意识的不断提高以及电动汽车市场的大力推广，电池技术也得到了极大的发展和应用。
而在所有电池技术中，磷酸盐镁锂离子电池（LMP）因其低成本、高能量密度、长寿命等优点，被认为是替代传统钴酸锂电池的理想选择。
不过与此同时，安全问题也一直是LMP电池面临的主要难题之一。
本文将从电池的基本构成和主要安全问题两个方面，来探讨LMP电池的安全性问题及其研究进展。
一、 LMP电池的基本构成LMP电池在构造上与其他离子电池差别不大，主要由正极、负极、电解液、隔膜和硬件系统五部分组成。
其中正极由晶格结构类似于自然磷酸岩的磷酸铁锂（LFP）材料制成，负极由镁金属或其合金材料制成。
电解液主要采用无水磷酸盐和有机碳酸盐颗粒悬浮液。
而LMP电池的最大优势之一便是独特的硬件系统，其采用的是“荷兰桥式”硬件系统，可有效防止过压和过放，降低内阻和热失控的风险。
二、 LMP电池的主要安全问题虽然LMP电池有着十分优秀的构造设计，但与其他电池一样，仍然有一些安全问题难以避免。
下面将重点介绍LMP电池的三个主要安全问题。
1. 金属镁的易燃性LMP电池中采用的负极材料为金属镁或镁基合金，而镁在大气中会自燃。
一旦出现异常，如金属镁的氧化、过热、爆炸等情况，LMP电池的安全性就会受到极大威胁。
因此，如何有效控制金属镁的氧化速度，也是LMP电池在研究中需要解决的重要问题之一。
2. 活性物质的溶解LMP电池中采用的磷酸盐正极材料与电解液之间的化学反应很容易导致正极材料的分解和溶解，其过程会引起大量氧气的释放，从而引发电池过热和爆炸。
因此，如何提高电池正极材料的稳定性，防止其溶解、分解，是保障LMP电池安全性的关键之一。
3. 隔膜渗透性问题隔膜是电池中不可或缺的关键组件之一，其主要作用是分隔正负极，防止直接接触，从而避免短路和爆炸。
而LMP电池的隔膜材料通常是聚丙烯薄膜，一旦发生过热，隔膜就会出现孔洞和开裂，电解液瞬间泄漏，从而加剧了电池过热和爆炸的风险。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ，（ｂ）ＰＡｎ
采用溶胶一凝胶法制备Ｍｇ－．０３Ｍｏｏ．９７Ｓｉ０４并同时进行原位碳包覆，首次将其作为镁二次电池的正 Ｍ）电解液中，该材料表现出良好的电化学充 放电行为，放电平台提升到１．６ Ｖ（ｖｓ．Ｍｇ／Ｍ９２＋），小电流充放电条件（Ｃ／１００）下放电容量可达２４３．９
极材料。实验结果表明，在Ｍｇ（Ａ１Ｃ１２ＥｔＢｕ）２佃Ｆ（ｏ．２５
２２次循环后容量保持大约７８％（相对第二次放电容量）．
＾己。叫嚣兰ｏ＿≯
Ｓｐｅｃｉｆｉｃ
ｃａｐａｃｉｔｙ（ｍＡ
ｈ
９１）
图３扣式镁电池的电压一容量曲线（ａ）ＣＳＭ／ＰＡｎ复合体，（ｂ）ＰＡｎ
Ｆｉｇ．３ Ｔｙｐｉｃａｌ ｖｏｌｔａｇｅ－ｃａｐａｃｉｔｙ
ｃｕｒｖｅｓ
ｏｆｃｏｉｎ—ｔｙｐｅ
Ｍｇ ｃｅｌｌｓ（ａ）ＣＳＭ／ＰＡｎ
ｍＡｈ・９１（理论容量的７８％）．这些研究结果为镁二次电池正极材料结构设计提供了新的思路．
本研究为国家９７３计划（２００７ＣＢ２０９７００）和国家自然科学基金（２０６０３０２２）资助项目。
参考文献：ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
【１】Ａｕｒｂａｃｈ
Ｄ．，Ｌｕ Ｚ．，Ｓｃｈｅｃｈｔｅｒ Ａ．，ｃｔ ａ１．Ｎａｔｕｒｅ，２０００，４０７：７２４
【２】Ｂｅｓｅｎｈａｒｄ Ｊ．Ｏ．，Ｗｉｎｔｅｒ Ｍ．Ｃｈｅｍｐｈｙｓｃｈｅｍ，２００２。３：ｌ ５５ 【３】Ａｕｒｂａｃｈ Ｄ．，Ｃｏｈｅｎ Ｙ，Ｍｏｓｈｋｏｖｉｅｈ Ｍ．Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍ．Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｌｅｔｔ．，２００１，４（８）：Ａｌｌ３ ［４】Ａｕｒｂａｃｈ Ｄ．，Ｔｕｒｇｏｎａｎ＆，Ｃｈｕｓｉｄ Ｏ．，ｅｔ ａ１．Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｃｍ．Ｃｏｍｍｕｎ．，２００ｌ，３：２５２ 【５】Ａｕｒｂａｃｈ Ｄ．，Ｇｉｚｂａｒ Ｈ．，Ｓｃｈｅｅｈｔｅｒ九，ｅｔ ａ１．Ｊ．Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｒｍ Ｓｏｃ．，２００２，１４９（２）：Ａｌｌ５
Ｅ－ｍａｉｌ：ｙａｎｇｊ７２３鳓ｔｕ．ｅｄｕ．ｃｎ）
锂和镁二次电池的研究与比较
作者： 作者单位： 杨军， 冯真真， 王久林， 努丽燕娜 上海交通大学化学化工学院,上海,20024
本文链接：/Conference_6497759.aspx 授权使用：蔡福瑞(wfjxlgdx)，授权号：eeabdf78-6bf8-4dc0-8fc1-9e2400cf3a89 下载时间：2010年11月4日
扬笙’，冯真真，王久林，努丽燕娜
４９０ ５００ ５１０ ５２０
５∞５∞５翮弱０
５７０
Ｔｉｍｅ∞
图ｌ充放电循环２５０次后，处于沉积态的电池静置７２ｈ，镁从银基质上溶出
Ｆｉｇ．１ Ｄｉｓｓｏｌｕｔｉｏｎ
ｏｆｍａｇｎｅｓｉｕｍ台伽ｔｈｅ ｓｉｌｖｅｒ ｓｕｂｓｔＩ．ａｔｅ ａｆｔｅｒ
ａ ｒｅｓｔ ｔｉｍｅ ｏｆ ７２ ｈ ｆｏｒ ２５０ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ—ｄｉｓｓｏｌｕｔｉｏｎ ｃｙｃｌｅｓ ｕｎｄｅｒｇｏｅｓ
【６】Ｃｈｕｓｉｄ Ｏ．，Ｇｏｆｅｒ Ｙ，Ｇｉｚｂａｒ Ｈ．，ｅｔ ａ１．Ａｄｖ．Ｍａｔｃｒ．２００３，ｌ ５：６２７ 【７】Ｌｅ Ｄ．Ｂ．，Ｐａｓｓｅｒｉｎｉ Ｓ．，Ｃｏｕｓｔｉｇｌ＂Ｅ，ｅｔ ａ１．Ｃｈ弧．Ｍａｔｅｒ．１ ９９８，ｌ Ｏ：６８２ 【８】Ｍａｋｉｎｏ Ｋ．，Ｋａｔａｙａｒｎａ Ｙ，Ｍｉｕｒａ Ｔ．，ｃｔ ａ１．Ｐｏｗｅｒ Ｓｏｕｒｃｅｓ，２００ ｌ，９９：６６ 【９】Ｎｏｖｆｉｋ Ｐ．，ｌｍｈｏｆ １Ｌ，Ｈａａｓ Ｏ．Ｅｌｅｃｔｒｏｅｈｉｍ．Ａｃｔａ，ｌ ９９９，４５：３５ ｌ 【１０】Ｇｒｅｇｏｒｙ Ｔ．Ｄ．，Ｈｏｆｆｍａｎ ＩＬ Ｊ．，Ｗｉｎｔｅｒｔｏｎ １Ｌ Ｃ．Ｊ．Ｅｌｃｃｔｒｏｃｈａｎ．Ｓｏｃ．１９９０，１３７：７７５
Ｓｔｕｄｙ ａｎｄ Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ ｏｆ Ｒｅｃｈａｒｇｅａｂｌｅ Ｌｉｔｈｉｕｍ ａｎｄ
Ｊｕｎ Ｙａｎｇ，Ｚｈｅｎｚｈｅｎ Ｆｅｎｇ，Ｊｉｕｌｉｎ
Ｍａｇｎｅｓｉｕｍ
Ｃｅｌｌｓ
Ｗａｎｇ，Ｙａｎｎａ Ｎｕｌｉ
Ｔｏｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ，２００２４０
（Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆＣｈｅｍｉｓｔｒｙ＆Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ Ｊｉａｏ
ａ
ｃｅｌｌ ｗｈｉｃｈ
图２在４５０℃热处理得到的导电含硫储锂正极材料的充放电曲线
Ｆｉｇ．２ Ｃｈａｒｇｅ ａｎｄ ｄｉｓｃｈａｒｇｅ ｐｒｏｆｉｌｅ ｏｆ ＣＳＭ ｃａｔｈｏｄｅ ｍａｔｅｒｉａｌ ｆｏｒ ｒｅｃｈａｒｇｅａｂｌｅ ｌｉｔｈｉｕｍ ｃｅｌｌ
正极材料方面，在开发和研究导电含硫储锂材料（ＣＳＭ）（见图２）和聚阴离子型储锂材料的基
础上，设计并制备了导电含硫材料／聚苯胺储镁复合劫（ＣＳＭ／ＰＡｎ），以及具有正交结构的
１０６４
Ｈ．００５
Ｍ９１．０３Ｍｎｏ．９７Ｓ１０４。ＣＳＭ在Ｍｇ（Ａ１Ｃ１２ＥｔＢｕ）２／ＴＨＦ（０．２５ Ｍ）电解液中表现出一定的电化学性能，将其与
ＰＡｎ．复合并掺杂Ｃｕ（ＩＩ）后，放电比容量和电化学可逆性大大提高（见图３），容量可达１１７．３ ｍＡｈ・９１，
Ｈ一００５
锂和镁二次电池的研究与比较
（上海交通大学化学化工学院，上海，２００２４０，Ｅ－ｍａｉｌ：ｙａｎｋ７２３刨ｔｔｚ．ｅｄｕ．册）
锂离子电池已经得到广泛应用，索尼公司开发的基于锂合金复合负极的高能电池也已经开始推向 市场．另一方面，由于镁的自然资源非常丰富，价格比锂低得多，安全性更高，而且理论比容量（２２０５ ｍＡｌｌ・茸１）较大［１埘，镁二次电池也应该是一种有良好前景的化学电源．对镁二次电池的研究，主要集 中于可实现镁可逆沉积的非水电解液及可嵌／入．Ｍ９２＋的正极材料。Ａｕｒｂａｃｈ等【３巧１研究开发了可用于镁 ＝次电池的新型电解液，其中以Ｍｇ（Ａ１Ｃ１２ＢｕＥ０２／ＴＨＦ（０．２５ｍｏｌ・Ｌ。）的性能最好，极大的推进了镁二次 电池的发展。正极材料方面，主要尝试的是过渡金属的硫化物或氧化物等【１，６－９］．因为Ｍ９２＋电荷密度 较大，具有很强的溶剂化现象，Ｍ９２＋比Ｌｉ＋嵌入的速率也就更低【ｌ们．因此，研究开发镁二次电池正极 材料具有很大的挑战性，也是决定该类电池能否成功的关键所在． 从锂和镁的对角相似性出发ｊ我们研究和比较了锂和镁的合金化现象以及相关电池材料的性质。 例如，我们发现在不同金属基质（Ａｇ，Ｎｉ，Ｃｕ）上镁沉积一溶出的效果不同。镁在银基质上沉积一溶 出的效果最佳，过电位小，可逆性好，银一镁合金ｍ＂－Ａ９３Ｍｇ）的生成促进了镁在银上的沉积，图ｌ 表明了金属镁和合金中镁的电化学溶出特性。同样，锂也能与Ａｇ电化学合金化。