环宇蓄电池消费过程中“镁”有着不可替代的存在价值

　　1电解液

　　由于镁与水发作反响，普通采用非水极性质子有机溶剂，参加无机盐或者有机盐构成电解质溶液。关于溶剂的根本请求是：导电率高、电位窗口宽等。镁的可逆堆积必需在无钝化膜的前提下停止。目前，处理镁电极钝化膜的主要办法是寻觅出适宜的电解液体系。

　　在格氏试剂的醚溶液中能够得到镁的可逆溶解与堆积，用微电极研讨了镁在THF和PC中的根本电化学反响，发现溶解了格林试剂的四氢呋喃溶液中，镁能够以很高的库仑效率在铜上停止堆积或溶解。但是由于格氏试剂的电位窗口窄，不能用在镁二次电池体系。

　　A=Al、B、As、P、Sb、Ta、Fe等；X=Cl、Br、F；R=烷基或芳基；0　　在此根底上，Aurbach等人对电导率停止了进一步的改良，在Mg（AX4－nRn1Rn2'）2的醚溶液中参加了LiCl或NBuCl，进步了电解液中的离子电导率，促进了镁的堆积/溶解动力学以及在正极中的插入。

　　镁二次电池中应用了聚合物电解质，证明了Mg/Mg2+在该电解液中的可逆性。之后，Nobuko、Ji-Sun Oh等人也相继制备了聚合物电解质，但共同存在的问题是电导率太低。2003年，Aurbach课题组报道了一种固态镁二次电池，并制备出了PVDF/四乙醇二甲醚/Mg（AlCl2BuEt）2型固态电解质，该电解质在25℃下的电导率到达了3.7 S/cm，当以AZ31合金为负极，Mo 6S8为正极组装成电池后，在高于60℃的温度下，放电比容量到达了115 mAh/g.

　　有机电解质在运用过程中存在一些问题，如：在充放电过程中可能会放出气体，具有一定的平安隐患等。而作为另一种电解质的离子液体，由于它的蒸汽压为零，在较高温度下不挥发，运用在二次电池上能处理电动车在高温下的工作问题。离子液体作为绿色替代溶剂，具有电化学稳定窗口宽，温度范围宽等优点。离子液体有望应用于镁二次电池。努丽燕娜等人制备了BMIMBF4和PP13-TFSI两种离子液体，发现以BMIMBF4或PP13-TFSI或两者以4∶1的体积混协作为溶剂，Mg（CF3SO3）2为溶质的电解液中，能完成镁的高效率可逆堆积与溶解，并有较低的稳态过电位。但在最初几个循环中的溶解过电位较高，这可能是由于镁与电解液之间复杂的界面现象惹起的。

　　2镁正极资料

　　镁主要在正极资料中停止嵌入和脱嵌，目前正极资料的主要研讨方向是找出能使镁离子停止可逆的插入与脱嵌，并能在电解液中稳定存在的资料。正极资料的选择普通集中在无机过渡金属氧化物、硫化物、硼化物、磷酸盐以及其它化合物上面。

　　初次组装并研讨二次镁电池的Gregory等人运用了Co3O4作为正极资料，发现大局部的氧化物和硫化物不能用于镁二次电池，而只要Co 3O4、Mn 2 O 3、RuO 2、ZrS 2等有可能用于镁二次电池。

　　具有层状构造的MoO3也是常见的可插入资料。Spahr等人的研讨证明了镁能够在MoO3中停止可逆插入，同时指出在含微量水(废水能源采暖运用及冷化新方式 )的有机电解液中，镁的可逆插入可以得到进步，但是其循环性能却不好。

　　3镁负极资料

　　镁二次电池的负极资料请求镁离子能停止可逆的堆积与溶解。由于Mg比拟生动，容易与水和大气杂质停止反响，在外表会构成一层钝化膜。锂的这种掩盖层疏松易于锂离子经过，而且有利于锂金属的稳定，但是镁的钝化层致密，镁离子不易经过，使镁在电解液中的可逆溶解与沉淀变得艰难。目前，镁二次电池研讨集中在正极资料和电解液方面，而普通采用纯镁作为负极资料，有关其它负极资料的报道相对较少。

　　Chusid O等人为了制造出微米级的箔片电极，选择用合金化的办法来进步镁的延展性，并以AZ31合金（Al和Zn分别为3%和1% ）作为负极资料，在包含Mg（AlCl 4-nRn）2化合物的THF和“glyme”醚溶液里停止测试，证明了这些合金能够被用作镁二次电极的负极资料。

　　除镁和镁合金之外，也有可能把镁堆积在碳或其他资料上。Novak试图在1 mol/L的Mg（ClO 4）2 /乙腈（无水或含有1 mol/L的水）中将镁离子插入到KS-6石墨中，但是察看到了不可逆的反响。Maeda等人以及Maeda和Touzain描绘了在MgCl2/二甲亚砜中镁离子可逆电化学插入到高度结晶化的热解碳中（HOPG），发现溶剂分子一同嵌入到了石墨中，表现出低的比容量和短的循环寿命。

　　负极的钝化、枝晶等问题在一定水平上影响了电池的性能，因而在正极资料和电解液性能得到一定改善的根底上，研讨并开发出新的负极资料，是得到稳定、高性能镁二次电池体系的重要途径。

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