作为世界上最轻的金属,锂拥有巨大的重量优势。但一些研究者认为,下一代电池应该使用更重的元素,比如镁。每个锂离子只能携带一个电荷,而二价的镁离子能携带两个电荷,这意味着可以释放的电能提高了一倍。不过,镁也有自己的问题。锂离子能轻松通过电解液和电极,而携带两个电荷的镁离子移动速度缓慢,就像是在黏稠的糖浆中穿行。
美国阿贡国家实验室的电池研究人员彼得•丘帕斯(Peter Chupas)正在与JCESR合作,他用高能X射线轰击各种电解液中的镁,来研究镁为什么会受到巨大的阻力。截至目前,他和同事发现,镁离子能强烈吸引周边溶液中的氧,从而吸引一大群溶剂分子,这使得镁离子变得沉重。
美国劳伦斯伯克利国家实验室的材料科学家克里斯廷•佩尔松(Kristin Persson)正在用超级计算机模拟潜在新型电池的内部结构,她正在试图从大约2 000种电解液中,找到一种更好的电极与电解液的组合,让镁离子可以更顺畅地通过电解液。
佩尔松和麻省理工学院的材料科学家赫布兰德•塞德(Gerbrand Ceder)成立了Pellion技术公司,来研发这种高容量镁电池。公司对其进展三缄其口,目前只发表了一篇关于电极的研究论文。2013年底公开的一大批专利表明,Pellion技术公司正在研发更开放的电极结构,帮助镁离子流动。
台湾成功大学日前开发出新一代的镁电池,突破性解决了锂电池充电慢、蓄电量不大等问题,未来将有望取代传统的锂电池。但是据称其采用的电解液和普通锂电池电解液成本价差达到上百倍。镁电池电解液技术突破之时,就是镁电池大规模替代锂电池之日。