開發(fā)出使用電解液的氟離子電池,驗證了室溫下的充放電(照片由立命館大學準教授岡崎健一提供)
作為邁向去碳化社會所需的新一代蓄電池,采用氟的“氟化物離子電池”日趨受到關注。這種電池存儲電力的性能提高至目前鋰離子電池的6~7倍,能實現(xiàn)重量更輕、體積更小的電池。充電一次行駛1000公里的純電動汽車,有望成為2030年以后蓄電池車型的有力競爭者之一,豐田等汽車廠商也已啟動開發(fā)。
氟離子電池通過氟化物離子(fluoride ion)在正極和負極之間移動實現(xiàn)充放電。與鋰電池相比,可簡化電極的材料構(gòu)成,同時通過在電極的反應高效產(chǎn)生電子。據(jù)悉能量密度(代表存儲電力的性能)可達到鋰離子電池的6~7倍,能做出更輕、更小的電池。理論上也能實現(xiàn)不使用稀有金屬的結(jié)構(gòu),易于避免資源采購風險。
此前的研究以采用固體電解質(zhì)的電池為主流,存在如果達不到150攝氏度以上高溫,氟離子的傳導性就無法提高的課題。研究團隊使用在“離子液體”這種特殊液體中溶解有機氟化物的材料作為電解液,克服了這一課題。
在較早展開研究的采用固體電解質(zhì)的氟離子電池方面,京都大學與豐田攜手試制了原型,確認了電池的工作情況。不過,實用化面臨的課題很多,例如未找到電極材料和電解質(zhì)的最佳組合等。充放電的可重復次數(shù)和電動勢等性能目前仍落后于鋰離子電池。