在普通大气环境下也能稳定运行的金属负极问世…有望降低工艺成本，推动电动汽车和储能装置下一代电池发展
被视为有望突破锂离子电池在资源与安全性方面局限的下一代电池——镁电池，其商业化之路又近了一步。由于韩国科学技术研究院（KIST）仅通过15分钟浸渍工艺，就在普通大气环境下实现了稳定工作的镁金属负极，大幅降低了对苛刻干燥制造工艺的依赖。
韩国科学技术研究院9日表示，由 Oh Sihyung KIST能源储存研究中心博士团队开发出一种将镁金属在特殊溶液中浸泡15分钟即可制备的“空气稳定型镁金属负极”。
镁在海水和韩国国内资源中储量丰富、价格低廉，同时具有较高的体积能量密度和化学稳定性，因此一直被视为电动汽车电池和储能装置（ESS）用下一代材料而备受关注。但由于即使是极微量水分也会在电极表面生成膜层、导致电化学反应停止这一致命缺陷，以往必须配备高成本的干燥设施并实施严格的隔绝水分工艺。
研究团队没有选择完全阻隔水分，而是转向主动去除已进入体系的水分这一思路。当将镁金属在三甲基磷酸酯（TMP）溶液中浸渍15分钟后，其表面会形成一层纳米级保护层，该保护层可通过化学反应分解水分，或通过物理方式将水分束缚起来，在其到达电极表面前就提前加以处理。
实测结果显示，在含水量超过6500ppm的高含水电解质环境中，所开发电极仍能保持稳定的充放电性能；在1050ppm条件下则可维持性能超过1200小时。尤其是在不使用完全隔绝水分和氧气的特殊密闭设备、而是在普通大气环境中组装的电池也能正常运行，证明了其在实际生产线中的应用可行性。
无需苛刻干燥工艺即可具备量产潜力
此次成果的意义在于简化了长期以来制约镁电池发展的关键制造工艺。如果能够在普通大气环境下完成电池组装，将可大幅降低工艺成本；同时，由于采用的是简单浸渍方式，也便于扩展到大规模量产生产线。该技术在对水分敏感的其他金属电池领域也有望产生外溢效应。
KIST能源储存研究中心博士 Oh Sihyung 表示：“这是一例摆脱传统被动阻隔水分方式，转而采用主动水分控制概念，从而跨越商业化核心障碍的案例，将大大推动镁电池研究和量产技术的扩散。”
相关研究成果已发表在国际学术期刊《Nature Communications》最新一期上。
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