RCPL获得准固态镁离子电池及其制造方法专利

盖世汽车讯 据外媒报道，印度Ramcharan公司获得准固态镁离子电池（QSSMgB）及相关制造方法的专利。

（图片来源：RCPL公司）

随着人们对储能解决方案的需求不断增长，以及镍和钴等传统原材料的成本上涨，研究人员日益关注基于地球储量丰富的材料（如钠、钾、镁、铝和锌等）的替代型电池技术，尤其是镁离子电池（MB）。这是因为镁的储量丰富，价格仅为锂的约1/30，而且具有高理论比容量。

镁相对于锂的主要优点如下：

●  镁金属阳极的体积容量高达3833 mAh cm-3，而锂为2036 mAh cm-3；

●  Mg 2+不易形成枝晶，而锂金属阳极很容易形成枝晶；

●  镁金属阳极的反应性较低，机械强度更高，能够在室温和大气条件下制备。相比之下，锂在空气、潮湿和日常环境中具有高反应性。因此，镁有益于实现大规模生产。

然而，MB商业化面临的挑战是电解质与镁金属阳极反应，导致镁阳极表面形成绝缘钝化膜，从而阻碍镁离子在充放电循环和随后的固态电化学反应中扩散。

Ramcharan公司表示，其发明通过以下方式解决了上述挑战，包括将天然富镁或铁的高孔隙性层状硅酸盐作为阴极，富镁层状硅酸盐作为准固态电解质（QSSE），炭黑（CB）或石墨或镁金属作为阳极，使用它们来制备QSSMgB。

结果显示，QSSMgB经过1000次循环后的容量保持率为85%，高能量密度和比容量分别为≥800Wh/kg和≥350mAh/g。

与液体电解质相比，准固态电解质具有内在优势，例如：

1. 自支撑、高度不挥发性、热稳定性和安全性；

2. 具有灵活性，可以减少电解质泄露；

3. 镁与电解质发生反应使镁钝化，具有大约2.87mS/cm的高离子导电率，与传统液体电解质相当或更高；

4. 使用富镁硅酸盐作为阴极，可以提高动态性能和循环稳定性，从而大幅改善QSSMgB的电化学性能。

Ramcharan负责人Kaushik Palicha表示，RCPL的QSSMgB采用环保、富镁层状硅酸盐作为QSSE，有助于实现灵活、可回收和快速的基于电极动力学的设计。QSSMgB具有灵活性，可以根据各种外形规格进行定制，因此适合低功耗电子设备、电动出行和固定存储设备等各种应用。

该技术的意义在于利用地球储量丰富的材料，从而为实现下一代电池做出贡献。这有助于确保供应链的可持续性，促进实现数字化，可提供大约0.89kWh/kg的高能量密度，在概念验证（PoC）阶段的高比容量为700mAh/g，并具有高循环稳定性（无自放电或可忽略）。该技术目前处于5级技术成熟度（TRL)，并致力于实现稳定的商用。RCPL的目标是在2024年3月底之前实现TRL 9级产品。

从规模上看，该技术将有助于满足电动出行、固定存储和电子应用的需求。对于汽车应用，设计人员正在扩展原型以在电动汽车上进行测试。RCPL将与印度汽车行业和印度航天部门合作，把这项技术推向市场。预计到2024年底该技术将实现商业化。