随着世界人口的增长和工业化进程的加快,21世纪正面临着化石能源短缺和环境污染两大难题,主要能源从化石燃料向光伏发电、风电等绿色能源转变已是大势所趋。然而,光电、风电不稳定,无法大量直接并入电网使用,这就迫切需要开发出具有高比能量、高安全性以及低成本的新型绿色二次储能电池。可充镁电池被认为是一种非常有前途的绿色二次电池,而电解液是可充电池的重要组成部分,被称为电池的“血液”,在电池阴、阳极之间发挥着输送离子和传导电流的作用,但镁在大多数电解液中都会形成表面钝化膜,致使镁离子无法穿过,缺乏合适的电解液严重阻碍了可充镁电池的商业化应用。

近日,重庆工业职业技术学院“能储精英”学生创新创业团队在文家新博士的指导下成功研制了一种全无机盐型MLCH非亲核可充镁离子电池电解液,该电解液主要含有无机电解质镁盐、助溶剂、活化剂、添加剂等成分,原料来源广泛,成本低廉,其电导率可达3.4mS cm,库伦效率可达~93%,过电位低至~46mV(vs. Mg/Mg),在不锈钢集流体上的氧化稳定电位可达~2.46V(vs. Mg/Mg),长期循环稳定性好,且与含硫正极材料的相容性好,有效解决了当前阻碍可充镁离子储能电池商业化发展应用的关键性难题,进一步降低了可充镁离子储能电池的生产成本。

据悉,“能储精英”学生创新创业团队现有成员6人,均是来自重庆工业职业技术学院的在校学生,其中5名成员来自化工类专业,1名成员来自经济管理类专业。为开发全无机盐型MLCH可充镁电池电解液,团队成员先后设计电解液配方60余个,开展电解液配方优化实验130余次,组装镁/硫测试电池5000余个,最终于2023年1月顺利完成了MLCH电解液产品的小试和中试。目前,MLCH电解液已在多家行业企业进行了试用并获得了候选供应商证书,签订了意向合作协议。

“从开始研发到现在,已经有2年多的时间了,团队始终保持着创新探索的热情,经历了多次“绝处逢生”的艰辛历程,现在面对成熟的MLCH电解液产品,团队成员终于尝到了收获的喜悦,并准备参加今年的全国‘互联网+’比赛。” 团队负责人周倩透露。未来,团队将继续立足于可充镁电池电解液领域,深入开展电解液配方优化和生产技术革新研究,开发具有更宽电化学窗口的电解液体系,促进可充镁离子电化学储能电池的商业化发展应用。