未來可期：碳酸鎂在新能源領(lǐng)域的潛在應(yīng)用的

點擊數(shù)：3692025-11-26 17:18:50　來源: 氧化鎂|碳酸鎂|輕質(zhì)氧化鎂|河北鎂神科技股份有限公司

　　碳酸鎂憑借熱穩(wěn)定性好、成本低且我國鎂資源豐富等優(yōu)勢，在新能源領(lǐng)域的應(yīng)用已覆蓋鋰電池全產(chǎn)業(yè)鏈，同時在鎂電池、氫能存儲、太陽能電池等新興方向展現(xiàn)出巨大潛力，堪稱新能源產(chǎn)業(yè)的“多功能材料”，具體潛在應(yīng)用如下：

　　鋰電池全鏈條性能優(yōu)化

　　正極材料改性：在磷酸鐵鋰、高鎳三元等主流正極材料中，添加電子級碳酸鎂后，經(jīng)高溫?zé)峤猱a(chǎn)生的氧化鎂會融入正極晶格，既能控制晶粒異常長大，又能在正極表面形成陶瓷涂層，阻斷電解液與正極的副反應(yīng)。例如1噸磷酸鐵鋰中添加1-1.5kg碳酸鎂，就能顯著提升材料循環(huán)穩(wěn)定性，經(jīng)其改性的磷酸鐵鋰正極500次充放電后容量保持率提高10%-15%。此外它與鈷酸鋰等復(fù)合，還能增加鋰離子交換能力，提升電池能量密度。

　　負(fù)極材料改良：將碳酸鎂分解形成的氧化鎂納米薄膜包覆在石墨負(fù)極表面，可改善石墨與電解液的界面相容性，降低界面電阻。在-20℃的低溫環(huán)境下，采用這種改性負(fù)極的鋰電池放電容量能達(dá)到常溫容量的70%-80%，遠(yuǎn)超未改性電池。經(jīng)炭化、摻雜等改性處理后，它還能提供更大活性接觸面積，提升電池能量密度與循環(huán)穩(wěn)定性。

　　電解液與隔膜優(yōu)化：高純超細(xì)碳酸鎂可中和電解液中氟化氫雜質(zhì)，還能使電解液起始分解溫度提高15-20℃，減少高溫下的產(chǎn)氣量，降低電池?zé)崾Э仫L(fēng)險。同時，以它為前驅(qū)體制備的氧化鎂陶瓷層，能讓鋰電池隔膜的高溫?zé)崾湛s率大幅下降，還能形成均勻微孔，既提升離子傳導(dǎo)效率，又能阻擋鋰枝晶穿透，避免電池短路。

　　新型鎂電池核心原料

　　鎂電池因安全性高、鎂資源豐富，被看作下一代潛力儲能電池。碳酸鎂是制備鎂電池電極材料的核心起始原料，經(jīng)化學(xué)合成工藝與過渡金屬氧化物復(fù)合后，可制成鎂離子嵌入化合物作為正極材料，實現(xiàn)鎂離子可逆嵌入與脫嵌。其中經(jīng)碳化處理的高比表面積碳酸鎂，作為鎂電池負(fù)極理論容量可達(dá)2200mAh/cm3，隨著技術(shù)成熟，有望推動鎂電池商業(yè)化，打破現(xiàn)有儲能電池技術(shù)瓶頸。

　　氫能存儲領(lǐng)域新方向

　　氫燃料電池的推廣受限于儲氫技術(shù)，而經(jīng)過特殊處理的碳酸鎂憑借多孔結(jié)構(gòu)，如同“微型氣罐”具備低壓儲氫能力。它能在低壓條件下吸附氫氣，且在特定條件下快速釋放氫氣，這種特性可解決傳統(tǒng)儲氫方式高壓、高成本的問題，為氫燃料電池汽車等氫能應(yīng)用場景提供安全低成本的儲氫方案，助力氫能產(chǎn)業(yè)落地。

　　太陽能電池性能提升輔料

　　太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率和穩(wěn)定性是其發(fā)展的關(guān)鍵。碳酸鎂可加工成具備良好電學(xué)性能的納米結(jié)構(gòu)或薄膜，添加到太陽能電池中能提升光電轉(zhuǎn)換效率，降低能耗。而且由它衍生的高純氧化鎂，加入太陽能電池板后，也能進(jìn)一步增強(qiáng)電池的穩(wěn)定性，助力太陽能發(fā)電效率的優(yōu)化，適配大規(guī)模光伏電站等場景的需求。

　　電容器性能增強(qiáng)劑

　　電容器常用于新能源汽車啟停、儲能等場景，對電極材料的導(dǎo)電性和循環(huán)穩(wěn)定性要求較高。高純超細(xì)碳酸鎂有著高比表面積的特點，作為電容器電極材料的輔料時，既能增強(qiáng)電極的導(dǎo)電性能，又能提供額外存儲容量，提升電容器的能量密度。同時它還能助力電容器延長循環(huán)壽命，滿足其在頻繁充放電場景下的使用需求。