很難相信，過去一年鋰的價格飆升了400% 以上！電池級鹽的鋰現貨市場，特別是碳酸鹽和氫氧化物，僅一周價格就飆升了近 15%。（數據來自metalMiner）
由于電池超級工廠、電動汽車、電源墻和儲能業(yè)務的興起對供應的巨大需求，鋰獲得了“白色石油”的標簽。對鋰離子電池的需求比以往任何時候都高，導致市場在未來一段時間內面臨供應受限，與此同時，鋰的價格上漲也推動了鎳和鈷的價格。
隨著各國限制傳統(tǒng)燃油汽車的銷售，促進新能源汽車的普及，作為電動汽車和便攜式電子產品中最常見的電池原材料，鋰在未來的一段時間內將繼續(xù)呈現供應緊張的狀態(tài)。鋰資源在地殼中并不豐富，而且地域分布不均，這些都會大大地增加成本。
為應對市場短缺，除了擴大鋰的開采外，制造商也將目光轉向了更廉價的其他金屬材料上，而在科研領域，對其他金屬能否替代鋰的研發(fā)工作也正在如火如荼的進行中。
“開發(fā)具有成本效益和高性能的電池勢在必行，目前，鋰離子電池仍占據大部分市場，但在鋰資源和能量密度方面都受到限制。” 中國科學院上海硅酸鹽研究所的研究人員說。
鎂作為鋰的替代品具有幾個顯著的優(yōu)勢，特別是作為電池的陽極，它負責向設備釋放能量。
首先，鎂是地殼中第五豐富的金屬，其成本不到鋰的1/30，具有出色的操作安全性和平滑的沉積形態(tài)。其次，鎂金屬電池是大規(guī)模儲能系統(tǒng)的有吸引力的候選者，主要是因為它們的高能量密度，達到400wh/kg，是磷酸鐵鋰電池的3.2倍！
但是鎂金屬電池也有一些很明顯的缺點：鎂作為金屬陽極與大多數電解質不相容；鎂的高電荷密度需要更高的能量來實現陽離子的溶解和擴散，因此充放電循環(huán)需要更長的時間。
解決的辦法最有希望的是用鋰離子處理鎂金屬來制造混合電池，研究人員說。
中國科學院上海硅酸鹽研究所的一組研究人員總結了該領域最新的工作進展，比較了擬議的鎂鋰電池的能量和功率密度，探索了鋰對改善鎂基正極和負極電化學性能的貢獻，確定了鎂鋰混合電池的幾大優(yōu)勢：
保持了電池的高能量密度；相比鋰離子電池，它更廉價；它結合了鋰和鎂的優(yōu)勢，可以實現快速的電極動力學和平滑的陽極沉積形態(tài)。
為了在鎂鋰混合電池配置中實現高理論值，研究人員確定性能最佳的混合電池配置必須具有高離子電導率和寬電化學窗口。
“鋰離子電池已經商業(yè)化了幾十年，但經過大量研究，它們的能量密度可能不會增加，鋰也不會變得更加豐富，”研究論文的主要作者李教授說。“為了推動這一領域的發(fā)展，我們正在轉向鎂鋰混合電池。這項研究仍處于起步階段，仍需要進行大量研究才能實現實際應用。”
性能更優(yōu)，更廉價的電池是制造商和消費者追求的目標，鎂鋰混合電池無疑完美符合了這個要求，這也是它備受研究人員青睞的原因。
這篇研究論文近期發(fā)表在了《Energy Material Advances》上，研究人員旨在說明鋰對正極和負極側電化學性能的改進，并為該領域的未來研究提供新思路啟發(fā)。
