贾旭平

近日，伊利诺伊大学芝加哥分校(UIC)研究人员对电动汽车电池的研究又迈出一步。该团队以镁离子打造的电动汽车电池，也许能跑赢锂离子电池电动汽车。

UIC助理教授JordiCabana表示，由于镁是携带两个正电荷的离子，因此使用镁离子作为电池材料每次可触动两倍的电子。科研人员希望，这项工作可为高电压、高能量电池开启一个可靠的设计路径。

该研究是美国阿贡国家实验室 (Argonne National Laboratory)主导的能源创新中心(Energy Innovation Hub)的一个部门-Joint Center能源存储研究 (Joint Center for Energy Storage Research)的一部分，该研究的目的是实现电池性能的革命性进展，且研究结果已发表在《先进材料》(《Advanced Materials》)刊物上。

每个电池由正极、负极和电解质组成。电极会交换电子和离子，一般为正电荷。只有离子会流经电解质，而电解质是电荷绝缘体，这样能迫使电子流到外电路来驱动车辆和设备。

为了给电池再充电，这种交换是可逆的。但化学反应并不是100%有效，这就限制了电池的充电次数。这种化学反应可逆的次数越多，电池的再充电次数就越多，这就意味着使用次数就越多。在伊利诺伊大学的研究项目中，研究人员就是想方设法最大化每个离子移动的电子数目，因为离子和电子在往返运动时会使电极材料的结构发生变形。变形的越厉害，离子运动回来消耗的能量就越多，给电池充电就越困难。就像一个停车场，停车的空间是有限的，每个车位都能停一辆车，但是车里坐的人却不会使汽车结构变形。

假定镁可以可逆地插入到电极材料结构中，这样研究人员就离电池原型更近一步。……