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研究人員宣布，以鎂、鋅等金屬為材料設計了一種“鎂水電池”，該款電池使用水替代傳統(tǒng)有機電解液，不僅擁有更高安全性能，還具有可拆卸、可回收的特性。據(jù)悉，鎂離子電池在充放電循環(huán)過程中負極不會出現(xiàn)類似鋰枝晶的“鎂枝晶”，可避免出現(xiàn)鋰電中的鋰枝晶生長刺穿隔膜并導致電池短路起火爆炸的情況。

該款電池研發(fā)人員表示，最新研發(fā)的“鎂水電池”可實現(xiàn)安全拆卸，憑借其安全特性，隨著技術進步，戶用儲能、便攜設備等小型儲能設備中都可能實現(xiàn)應用。

材料供應鏈優(yōu)勢明顯

根據(jù)國際能源署最新數(shù)據(jù)，過去幾年，電池儲能技術發(fā)展速度空前，2023年，全球儲能電池部署規(guī)模同比增速達到130%，電網(wǎng)側(cè)儲能、可再生能源發(fā)電側(cè)儲能、戶用儲能、移動儲能應用需求均高速上漲。

但是，國際能源署指出，鋰離子電池應用規(guī)模的擴大很大程度上受限于上游資源，鋰資源分布并不均衡，同時鋰離子電池的回收和再利用成本也相對較高，都成為鋰離子電池擴大應用的瓶頸所在。

非鋰電池技術的發(fā)展應運而生，鎂離子便是一個范例。在業(yè)界看來，鎂離子電池的一個重要優(yōu)勢是更為穩(wěn)定的供應鏈基礎。日本東北大學材料研究所教授Tomoya Kawaguchi認為，鋰資源稀缺且分布不均，而鎂資源相對更為豐富，鎂離子電池的出現(xiàn)，為鋰離子電池提供了更可持續(xù)和更具成本效益的替代品。從研發(fā)情況來看，鎂電池有望在各種下游應用中發(fā)揮關鍵作用，包括電網(wǎng)側(cè)儲能、電動汽車甚至便攜式電子設備，將為全球向可再生能源過渡和減少碳足跡作出貢獻。

中國工程院院士、重慶大學教授潘復生曾指出，稀土、鎂和釩鈦都是我國富有的戰(zhàn)略資源。目前，我國在稀土、鎂、釩鈦等固態(tài)儲氫方面有好的工作基礎，特別是稀土固態(tài)儲氫和鎂固態(tài)儲氫領域都處于世界領先水平。

市場研究機構(gòu)首創(chuàng)證券也指出，鎂具有易提取、分布廣泛的特性，在制成鎂電池后，其潛在成本優(yōu)勢及資源安全屬性均高于鋰電池。

有望替代鋰電池

除了顯著的供應鏈優(yōu)勢，鎂離子電池的高能量密度同樣受到關注。數(shù)據(jù)顯示，作為二價金屬，與一價鋰、鈉相比，鎂離子可以攜帶和存儲更多電荷，理論能量密度可達到鋰離子電池的1.5倍左右。

上述“鎂水電池”研發(fā)人員指出，最新研發(fā)的鎂電池與鋰電池相比有更長的工作時長和使用壽命，在下游應用過程中可適應更高強度使用。從目前實驗情況來看，該款電池還能與光伏組件進行整合，已有數(shù)據(jù)證明該款電池在可再生能源發(fā)電儲能場景中具有應用潛力。

首創(chuàng)證券預測稱，鎂離子電池的特性與儲能場景要求高度貼合，未來鎂電池在儲能電池、動力電池、電動工具等應用場景中有望替代傳統(tǒng)鋰電池和鉛酸電池。

實際上，發(fā)展新一代高效、環(huán)保、安全的電池已成為全球電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展重點。去年，我國科技部發(fā)布“高端功能與智能材料”重點專項，布局了兩項鎂合金儲能研發(fā)計劃，其中就包括“高比能長壽命鎂二次電池關鍵材料與技術”，擬開發(fā)鎂為負極的二次電池技術。

歐盟委員會也成立了“歐洲鎂電池社區(qū)”，表示將持續(xù)推動可充放電的鎂離子電池發(fā)展，研發(fā)出能量密度在400瓦時/千克以上、成本在100歐元/千瓦時以下的電池產(chǎn)品。

《中國能源報》記者了解到，除了鎂離子電池外，全固態(tài)電池、鈉離子電池、全釩液流電池等新興技術都在持續(xù)推進，電池技術邊界正不斷擴展。

原標題：業(yè)界: 鎂電池在多個應用場景下都有望替代鋰電池