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新能源领域的 “新宠”:氧化镁如何助力锂电池发展?

  在新能源领域,氧化镁通过优化锂电池的电极材料、电解液、固态电解质等多个方面,助力锂电池的发展,具体如下:

  改善正极材料性能

  提高导电性与结构稳定性:通过固相反应将氧化镁与锂铁锰磷酸盐等正极材料混合,可制备出具有纳米结构的复合电极材料,提高导电率,抑制充放电过程中的体积膨胀和裂纹产生,增强循环稳定性。例如,添加适量氧化镁后的实际放电容量可达240mAh/g,显著高于传统材料。

  调节pH值:在制备锂电池电极时,纳米氧化镁可作为pH调节剂,用于调节含钴盐与镍盐的混合水溶液的pH值,优化电极的制备过程,共沉淀出性能优异的电极材料。

  优化电解液性能

  去除游离酸:在锂电池电解液中添加氧化镁作为脱酸剂,可以降低电解液中的游离酸含量至20ppm以下,减轻氢氟酸(HF)对正极材料的溶解作用,从而提高正极材料的容量与循环性能,降低电池内部的副反应,增强电池的稳定性。

  改善低温性能:经Tween80原位改性的纳米氢氧化镁可在三元正极表面形成富镁无机CEI膜,通过“烷基链摇曳”机制,可在–15℃仍保持80mAh/g以上容量,实现宽温域稳定循环。

  增强负极材料性能:在锂离子电池高容量锡复合物负极材料中添加直径为0.05微米-10微米的氧化镁等不溶性固体微粒,可以提高负极的比容量和初次充放电效率,同时保持循环性能的稳定性。在锌镍蓄电池等体系中,向锌负极活性物质中掺入纳米氧化镁,能够减少充放电过程中的极化现象,降低循环后期的内阻,提高负极材料的利用率,进而延长电池的循环寿命。

  提升电池安全性

  抑制热失控:氧化镁具有良好的热稳定性,可以在电池过热时起到保护作用,有效防止电池过热导致的热失控现象,提高电池的安全性能。

  降低枝晶生长风险:在固态电池中,高纯氧化镁凭借其优异的机械性能和离子导电性,成为固态电解质材料的一种理想选择,可有效降低电池短路、漏液等安全隐患。同时,在金属锂负极表面形成薄而致密的氧化镁保护膜,可引导锂离子均匀沉积,避免树枝状结晶穿透隔膜引发短路。

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