精益电解质设计可提高镁电池性能

12月21日，期刊Joule首次报道了由美国休斯敦大学和丰田研究院研发的新型高能镁电池，不含氯离子的电解质和有机阴极提高了能量密度及电池稳定性，其潜在应用范围十分广泛：从电动汽车到可再生能源系统的蓄电池均可使用。

研究人员使用有机电极时配合了有限的电解质进行操作，这种改变使电池存储和放电时比早期的镁电池拥有了更多的能量。与传统电解质不同，研究中使用的无氯电解质是新型镁电池的另一个变化。研究团队利用无氯电解质测试有机醌聚合物阴极及镁金属阳极，报告显示每公斤金属输出电力高达243千瓦时，功率测量为每公斤3.4千瓦，电池在2500次循环测试中保持稳定。

科学家们花了几十年时间寻找高能镁电池，希望利用镁相对于锂的自然优势──更常见且更便宜，并且其内部结构（称为树枝状晶）不易破裂，这意味着与易爆炸着火的锂电池相比，镁电池更安全。但是，镁电池只有在能够储存和释放大量能量时才具有商业竞争力，研究人员表示，以前的阴极和电解质材料一直是一个绊脚石。阴极是在电池中流动的电极，而电解质是离子电荷在阴极和阳极之间流动的介质。在报告中，研究人员写道：“通过有机羰基聚合物阴极和具有镁储存能力的电解质的最佳组合，我们能够展示出在镁电池中很少见的高比例能量、功率和循环稳定性。”到目前为止，镁电池中最好的阴极是雪佛兰的硫化钼，大约是在20年前开发的，完全没有能力与锂电池相竞争。未来的研究将集中于进一步提高电池的比容量和电压，以便未来与锂电池竞争。