镁离子电池采用锡正极材料表现出优异性能

丰田北美研究所的研究人员近日为其镁电池开发出一种嵌入式锡（Sn）阳极材料，展现出了优异的充电电压和容量。锡作为阳极材料能够具有更大的储容量，达到903毫安时/克，而 2价的镁离子嵌入/脱离基质的电压为0.15/0.20伏，先前采用的铋金属材料的比容量为384毫安时/克，嵌入/脱离基质电压为0.23 /0.32伏。

研究人员通过将锡阳极与四硫化三钼阴极材料组合，证实了锡材料的在镁电池中的可循环特性。将锡原子作为嵌入型阳极材料，它的高工作电压与储容量特性有着不错的发展潜力。

电池是一种能够代传统石油燃料的清洁能源，但是其弊端就是储容量的不足使得汽车不能完全依靠电池提供动力。因此，高性能电池的发展课题就摆在了眼前。由于锂离子电池成本过高，目前，镁离子、钙离子和铝离子电池都是可选择的代替品。镁离子电池的能量密度达到3833毫安时/立方厘米，而锂离子电池的能量密度为2061毫安时/立方厘米。

二价镁离子电荷高，体积小，所以极化作用强，较难插入到很多基质中，使正极材料的选择受Mg2 离子嵌入困难的限制。但同时它的化学性比锂离子更稳定，成本也较低。另外由于它是 2价，而锂离子是 1价，所以它能够取代两个锂离子的电荷量。

镁电池优势 ：

1、镁系列电池不存在汞、镉、铅等重金属污染，是环保型产品：

目前，市场上使用的普通干电池、碱性电池、蓄电池大都使用了金属汞、镉、铅。电池用完废弃后，每年将有近百吨汞、镉、铅被遗弃在大气、江河和土地中，造成环境的污染。所以人们纷纷要求回收废电池。然而回收的废电池目前又没有很好的处理方案，因而人们一直视电池为“公害”。镁系列电池从原材料（所有的原材料）到生产过程，直至电池使用完后变废弃物对环境无任何污染，可以称作绿色电池。

2、单体平均工作电压笔锌电池高0.2-0.3V；

3、生产成本低：与同型号锌锰电池相比成本降低20％-30％，甚至更低；

4、容量大（镁电化当量2.2Ah/g，比锌电化当量0.82 Ah/g大近三倍），容量比同型号锌锰电池大2倍以上；

5、适应较大电流脉冲放电，放电曲线高且平稳，持续时间长；

6、低性能好；

7、储存性能好；

8、镁蓄 电池产品 能量高；理论上是锂电池的体积笔能量的2倍。分别是铅酸蓄电池、镉镍电池的近10倍以上。它的循环寿命预期可达到1800-2500次以上，容量也只下降5-10％。这将会是蓄电池领域目前长的长寿命电池，他的应用范围非常广泛，前景无限，如开发成功，将会称为电动汽车、电动自行车的电池。

镁电池劣势 ：电压滞后，放电时有气体析出、发热。