港大研發高效準固態鎂電池

香港文匯報訊（記者 高鈺）當前的鋰離子電池有很多不足，例如當中的鋰金屬原材料較為稀缺，價格昂貴又帶毒性，科研人員一直在尋找更環保、更安全、成本更低的新電池技術。香港大學機械工程系教授梁耀彰領導的團隊研發出一種準固態鎂離子電池，在電解液中使用了聚合物來控制質子和金屬離子之間的競爭；它在零下溫度（-22°C）的極端條件下，經歷900次循環後仍保留了90%容量，且不易燃，耐壓超過40大氣壓。整體而言，效能超越當前鎂離子電池，有望與鋰離子電池相媲美。研究結果已在《Science Advances》發表。

鎂離子電池近年被認為是解決鋰離子電池缺點的潛在方案，不過開發高效鎂離子電池的過程困難重重，例如要克服水性系統中狹窄的電化學窗口，及非水系統中較差的離子電導率。為解決這些障礙，梁耀彰的團隊早前開發了一種工作電壓高於2V的「鹽包水」鎂離子電池。然而，由於質子在水性電解液中阻礙了鎂離子在正極中的存儲，「鹽包水」電池的性能仍然落後於非水性電池。

研究團隊成員、論文第一作者博士生梁紀華解釋指，與金屬離子相比，氫離子或質子的體質更小及更輕，其細小尺寸讓它很容易進入電池的正極結構，但這也帶來了一個問題，因為質子和鎂離子爭奪空間，嚴重限制了電池可以存儲的能量以及可以持續運行的時間。

效能超當前鎂離子電池

是次團隊研發的準固態鎂離子電池，在電解液中使用了聚合物來控制質子和金屬離子之間的競爭。高效新電池擁有2.4V高電壓平台和264 Wh/kg的能量密度，超越當前鎂離子電池的性能。

梁耀彰表示，團隊對新電池進行了大量循環測試，發現新電池有極高耐用性和效能，即使在寒冷極端氣候下也可運作，具備潛力應用於消費電子產品。

團隊成員、研究助理教授潘文鼎指，今次研究提出的先進電解液之發展潛力並不局限於鎂離子電池，還能擴展到其他多價金屬離子電池，例如鋅離子和鋁離子電池，相信這項研究將提供高效而環保的下一代儲能解決方案，為後鋰離子技術鋪平道路。