韩国大学研发新一代镁阳极电池-有望替代锂电池

韩国大学提出了一项新的研究，可以提高镁阳极电池的安全性和可行性，以此替代锂离子电池。该研究团队利用操作数成像分析，阐明了镁的生长行为，并通过在基底上涂覆少量金来显著抑制镁枝晶的生长。

目前，锂离子电池应用广泛，但这类电池存在一些弊端，譬如商用锂离子电池采用了昂贵的材料，包括锂和钴。此外，锂电池安全是一个关键问题，因为锂与水和氧的反应性很强。

为了提高二次电池的成本竞争力和安全性，业内进行了多次尝试，金属镁已成为锂的合适替代品。镁在地壳中含量丰富，价格合理，对环境友好，与水和氧气的反应性较低。此外，镁电极的容量为3833 mAh/cm3，高于锂金属电极(2093 mAh/cm3)。镁二次电池成为商业化锂离子电池的一种有前途的替代品，因为镁电池经济、安全，且容量高。

一般来说，带有金属电极的二次电池可以使用到其最大理论容量，但在充电/放电过程中的特定点可能会出现树枝状结构。众所周知，镁不存在树枝状生长，因此更适合用新一代二次电池。然而，最近的一些研究表明，在特定条件下，镁也可能生产枝晶，因此，有必要做出相应的研究，以制定有效抑制镁枝晶生长的策略。树突结构需要加以抑制，以提高电池的安全性。

韩国大学工程学院化学与生物工程系的研究团队，一直在努力解决这一问题。该团队通过电化学分析以及可见光和x射线成像等手段，分析镁枝晶生长的机制。

在该项目期间，在收集器上涂覆少量金以调节镁枝晶生长，目的是扩大镁金属阳极的应用。该团队能够验证镀金集成器能够抑制树枝状生长，即使在10 mA/cm2的高电流密度下也可以抑制镁枝晶。

研发团队的负责人表示：“拟议的镀金途径，展示了高能量密度镁金属电池的巨大可能性。系统分析和抑制树晶生长会影响镁金属，也会影响各种类型的新一代金属电池。”

这项研究是由首尔国立大学团队以及韩国科学技术研究所共同进行。该研究结果发表在国际领先杂志《ACS能源快报》上，标题为“镁金属阳极形态演变的操作可视化：对抑制镁枝晶以稳定镁金属电池的洞察。