昂貴的鋰離子電池儲能有限，被視為電動汽車行業(yè)的絆腳石。鋰離子電池輕便而且儲能能力強(qiáng)，這使得汽車制造商們能夠制造出具有完美加速性能，較長駕駛里程和壽命的純電動或混合動力汽車。但是鋰離子電池造價昂貴，比如，尼桑聆風(fēng)的電池部分造價12000美元。而且電動汽車的性能還為此受到限制，聆風(fēng)汽車在理想狀態(tài)下每138英里就要充電一次，這使得很多車主對電動汽車并不買賬。

豐田研究人員正在有條不紊地開發(fā)鎂離子電池，用于取代鋰離子電池。鎂離子電池在未來將會供應(yīng)一種更加廉價并具有更高儲能密度的解決方法。

本月早些時候，位于密歇根州豐田北美研究所（TRINA）的研究人員在《ChemicalCommunications》雜志發(fā)表了一篇文章，文中描述了作者在同樣電解質(zhì)的環(huán)境里，分別對錫制陽極的鎂離子電池和鋰離子電池進(jìn)行了試驗(yàn)。

文章的第一作者尼基爾·辛格（NIkhilendraSingh）表示：試驗(yàn)結(jié)果表現(xiàn)出鎂離子電池大有發(fā)展前途，并且為將來的研究指明了方向。

辛格還表示：鎂離子電池的發(fā)展?jié)摿κ秋@而易見的，我們要做更多的改進(jìn)，但總體來說，結(jié)果令人激動。

鎂元素分布廣泛，因此鎂離子的電池的價格會很低廉。由于鎂離子具有兩個正電荷，而鋰離子只有一個，因此鎂離子電池比鋰離子電池具有更大的儲能能力。單位質(zhì)量的鎂離子電池可以存儲更多能量，這就使汽車可以行使更長的里程，使消費(fèi)電子產(chǎn)品可以使用更長的時間。但鎂離子電池的工作效率還不盡如人意。

西北太平洋國家實(shí)驗(yàn)室的高級科學(xué)家邵玉燕（YuyanShao）說，目前的研究有兩個重要方向：

第一個研究重點(diǎn)是鎂的金屬陽極，鎂離子電池的制造就是基于此的。這種陽極具有更高的轉(zhuǎn)換效率，但與傳統(tǒng)的電解質(zhì)不相容。當(dāng)通電時，鎂陽極上會形成一層阻擋膜，使得電池斷電。因此研究人員正在開發(fā)能和金屬鎂匹配的新電解質(zhì)，辛格說道。

另一個解決方法是使用其他材質(zhì)的陽極，這種陽極能與傳統(tǒng)電解質(zhì)匹配。不過這種方法還沒有成功的先例，邵玉燕表示，豐田公司認(rèn)為這值得一試，特別是將目標(biāo)鎖定在開發(fā)一種高容量，高電壓的陰極上。

學(xué)術(shù)界和工業(yè)界為了提高電池性能和降低成本做了大量工作，其中包括提升鋰離子技術(shù)或研究新的化學(xué)物質(zhì)，如鋰氣體、鈉氣體和鋰硫磺等。豐田北美研究所重要致力于鎂的研究，同時，其他地方的豐田科學(xué)家們正在開發(fā)新的電池種類，包括鋰氣體電池和鈉離子電池，用于汽車或各種消費(fèi)電子產(chǎn)品中，這些都有可能替代鋰離子電池。

Pellion科技公司，源自麻省理工大學(xué)，也在積極推進(jìn)鎂離子電池。他們使用計(jì)算機(jī)掃描技術(shù)，對鎂離子電池中反應(yīng)活躍的物質(zhì)進(jìn)行快速測試。但Pellion公司的兩位創(chuàng)始人拒絕對此豐田公司的研究成果進(jìn)行評論。

勞倫斯伯克利研究室，提高電池傳輸效率項(xiàng)目的研究員文卡特斯里尼瓦桑（VenkatSrinivasan）表示，在1970到1980年期間，鋰離子電池的研究者們試圖制造金屬鋰陽極的電池，因?yàn)橄鄬︽V，鋰陽極具有更高的電壓，進(jìn)而具有更好的儲能密度。最終，因?yàn)槭褂昧瞬煌年枠O材料，為今天的鋰離子電池工業(yè)鋪平了道路。

斯里尼瓦桑還表示，有關(guān)鎂電池，現(xiàn)在說哪種路線：鎂陽極還是錫插入型陽極更加有前途還為時過早。

事實(shí)上，豐田北美研究所的研究員們將持續(xù)進(jìn)行這兩個方向的研究。

豐田北美研究所總經(jīng)理葛谷高子（TakashiKuzuya）說：目前決定走那條路還為時過早，因此我們在進(jìn)行多方面的調(diào)查研究。他希望鎂離子電池能先應(yīng)用于消費(fèi)電子設(shè)備，然后是汽車，就像鋰離子電池的推廣路線相同。

斯里尼瓦桑表示：豐田理論的影響重要還是針對研究團(tuán)體的。鎂電池的商業(yè)應(yīng)用至少還要10年時間。當(dāng)你對陽極、陰極和電解質(zhì)有了技術(shù)突破以后，你依然要大概5年的時間來走向商業(yè)化階段，更別說我們目前對鎂電池還沒有這樣全面的技術(shù)突破，這還要很長的一段時間。