近日，據(jù)海外媒體報(bào)道，豐田汽車(chē)北美研究院研發(fā)的鎂電池取得了突破性進(jìn)展，有望成為鋰電池的替代品。
這一消息著實(shí)令人振奮。眾所周知，動(dòng)力電池堪稱(chēng)電動(dòng)新能源汽車(chē)的“心臟”，關(guān)于動(dòng)力電池的技術(shù)路線之爭(zhēng)，一直是新能源汽車(chē)領(lǐng)域的熱點(diǎn)話題。如果鎂電池能夠替代技術(shù)已相對(duì)成熟的鋰電池，那對(duì)動(dòng)力電池乃至新能源汽車(chē)行業(yè)而言都將是重大利好。
■ 豐田力推鎂電池
據(jù)報(bào)道，豐田此次之所以宣稱(chēng)在鎂電池上實(shí)現(xiàn)了突破，是因?yàn)榭茖W(xué)家發(fā)現(xiàn)了一種新型電解質(zhì)，該電解質(zhì)的基本成分是能和金屬鎂兼容的簡(jiǎn)易型單碳硼烷鎂鹽，可以與鎂元素陽(yáng)極進(jìn)行反應(yīng)。豐田首席科學(xué)家及化學(xué)工程師Rana Mohtadi表示，他們?cè)阪V電池中成功利用了儲(chǔ)氫原料，此項(xiàng)進(jìn)展令他們十分激動(dòng)。
據(jù)了解，豐田早在2005年就開(kāi)始了鎂電池的研究。豐田美國(guó)工程師Jeffrey Makarewicz曾公開(kāi)表示，鋰離子電池理想狀況下蓄能水平為2000千瓦時(shí)，對(duì)于插電式電動(dòng)車(chē)及混合動(dòng)力車(chē)而言，性能還不夠理想。而鎂離子電池或其他材料電池或?qū)⒂锌赡艹蔀殇囯姵氐奶娲贰?/p>
復(fù)旦大學(xué)教授吳宇平告訴記者，鎂電池的最大優(yōu)點(diǎn)是采用鎂作為負(fù)極，在反復(fù)充放電過(guò)程中不會(huì)產(chǎn)生枝晶，因此循環(huán)性能非常優(yōu)良。而金屬鋰不僅在充放電過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生枝晶，而且循環(huán)壽命低，會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的安全問(wèn)題。20世紀(jì)90年代，加拿大MoLi公司就由于鋰枝晶造成的電池起火燃燒而被迫召回大量電池，最終倒閉。
除了循環(huán)性能優(yōu)良，鎂電池還具有金屬材料成本低、儲(chǔ)能高、無(wú)毒害等優(yōu)勢(shì)。此外，按照豐田的公開(kāi)說(shuō)法，如果采用氫離子附著鎂離子的MgH2材料，則放電量可以翻倍。因此，豐田一直視鎂元素為更安全、更高效的電池原料。豐田相關(guān)負(fù)責(zé)人表示，電動(dòng)汽車(chē)使用鎂電池后，不僅能夠提高續(xù)航里程，對(duì)于整車(chē)的加速性能也會(huì)有很大的提升。
■ 前景廣闊但商業(yè)化不易
重慶大學(xué)化工學(xué)院教授陳國(guó)昌曾發(fā)表論文指出，鎂電池的開(kāi)發(fā)較早，但商業(yè)化的鎂電池較少。鎂電池目前主要供軍事通信和氣象測(cè)候儀、海難救生設(shè)備和高空雷達(dá)儀等使用。他還指出，鎂電池研究的重點(diǎn)是解決鎂負(fù)極的自腐蝕和開(kāi)發(fā)新型的鎂負(fù)極材料。
吳宇平表示非常看好鎂電池的發(fā)展前景，但他也強(qiáng)調(diào)，目前鎂電池的能量密度仍比鋰電池低，充放電速度還不快，電解質(zhì)的穩(wěn)定性還比較差，對(duì)水分的敏感性更高，正極材料容量不高等問(wèn)題。他指出，鎂電池的實(shí)際應(yīng)用仍需時(shí)日。
比克電池總經(jīng)理助理蔣小娟則明確表示并不看好鎂電池，她認(rèn)為鎂電池只是實(shí)驗(yàn)室里的概念，被拿來(lái)炒作，其距離實(shí)際應(yīng)用非常遠(yuǎn)。她強(qiáng)調(diào)，鋰已經(jīng)是最輕的金屬元素，使用鋰作為電池材料已歷經(jīng)多年實(shí)踐證實(shí)。
對(duì)于鎂電池的商業(yè)化應(yīng)用，豐田顯然也有清醒的認(rèn)識(shí)。豐田表示，要想將鎂電池投入市場(chǎng)，至少還需要20年的研究。看來(lái)，鎂電池替代鋰電池的說(shuō)法確實(shí)為時(shí)尚早。
■ 我國(guó)企業(yè)不太積極
在鎂電池發(fā)展方面，日本一直予以積極推進(jìn)。據(jù)報(bào)道，日本在2014年推進(jìn)的一項(xiàng)空氣鎂電池的大容量化研究中，參與的機(jī)構(gòu)包括古河電池、尼康、日產(chǎn)汽車(chē)、日本東北大學(xué)、宮城縣日向市等產(chǎn)業(yè)界、學(xué)界、政府方面的11個(gè)單位。豐田更是多次明確表示會(huì)盡最大努力加快鎂電池研究。
在吳宇平看來(lái)，我國(guó)也非常適合發(fā)展鎂電池。他指出，上海交通大學(xué)在2012年前后開(kāi)展了鎂電池方面的研究。南京工業(yè)大學(xué)與復(fù)旦大學(xué)聯(lián)合，在2015年發(fā)明了1種高電壓的鎂電池，其能量密度可以與鋰離子電池相媲美。此外，據(jù)媒體報(bào)道，中科院大連化學(xué)物理研究所也研制出“鎂空氣儲(chǔ)備電池”，可滿足一臺(tái)10瓦LED照明燈工作30天，或可為200部智能手機(jī)充滿電。
不過(guò)，國(guó)內(nèi)企業(yè)對(duì)發(fā)展鎂電池表現(xiàn)并不積極。一位不愿透露姓名的電池行業(yè)從業(yè)者告訴記者，鎂電池不具備應(yīng)用到汽車(chē)領(lǐng)域的條件，不會(huì)成為動(dòng)力電池行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)。一個(gè)事實(shí)或能說(shuō)明企業(yè)的態(tài)度，2014年，云海金屬、濮耐股份都曾被傳介入金屬鎂電池開(kāi)發(fā)，結(jié)果兩家企業(yè)均公開(kāi)回應(yīng)說(shuō)并未開(kāi)發(fā)鎂電池，因?yàn)殒V電池后期的發(fā)展前景尚不確定。