總之，高價金屬具備用于構(gòu)建低成本、高體積能量密度、較高質(zhì)量能量密度電池的潛力。
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另一方面，高價金屬載流子帶電量高、離子半徑不大、溶劑化作用強，也不容易高效嵌入固態(tài)材料實現(xiàn)電荷平衡。這使得高價金屬載流子電池的電極(如果負極直接是對應(yīng)金屬的話，此處電極指正極)、電解質(zhì)材料體系構(gòu)建難度比鋰、鈉等堿金屬更高。
鎂金屬負極表面鈍化利于儲存，不產(chǎn)生枝晶，但鈍化層提高了電池阻抗。鎂電池電解液體系從格式試劑溶液和離子液體出發(fā)，已開發(fā)出了基于螯合原理的新型電解液，實現(xiàn)了200次以上循環(huán)壽命和高庫侖效率。正極材料體系的短板最明顯，尚未開發(fā)出大容量、高電壓、動力學(xué)勢壘低的正極材料。鎂二次電池仍未實用化。
鋁二次電池：百花齊放也是萬馬齊喑
鋁金屬負極表面的鈍化層穩(wěn)定性高，而且鋁是兩性金屬，這使得水體系鋁二次電池難于構(gòu)建。鋁金屬負極搭配熔鹽/離子液體可以實現(xiàn)氯鋁酸根的高效循環(huán)，而傳統(tǒng)電解液、固體電解質(zhì)都未取得有效研究進展。正極材料體系構(gòu)建的難度很高，不同類型材料的性能短板都相當(dāng)明顯。鋁二次電池實用化的困難估計更多。
鋅二次電池：聚焦水體系的努力
鋅金屬負極表面也可能鈍化但比鋁程度輕，所以水體系鋅離子電池是研究要點。研究者多開發(fā)硫酸鋅鹽復(fù)合體系電解液，并以不同手段對鋅金屬負極進行改性。鋅電池正極體系包括錳系、釩系氧化物，尖晶石相復(fù)合氧化物和普魯士藍類材料等。鋅電池能量密度總體不高，有可能構(gòu)建出低成本、高安全性的電化學(xué)體系。
劍之雙刃!再看鋰電成長
鋰離子電池基礎(chǔ)材料體系的構(gòu)建經(jīng)歷了漫長的過程。多種插層型正極的發(fā)明使得高電壓、較大容量儲鋰成為可能。鋰金屬不易應(yīng)用，石墨較高容量、較低成本適于作為負極。電解液可以耐正極氧化、耐負極還原，其在負極表面形成的SEI膜功不可沒。
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