豐田、京都大學(xué)開發(fā)全固態(tài)電池新技術(shù)：氟化物使容量達(dá)鋰電池三倍

據(jù)日經(jīng)今日報道，日本京都大學(xué)與豐田汽車等研究團隊成功提升了“全固態(tài)氟化物離子電池”正極的體積當(dāng)量容量，使其達(dá)到了鋰離子電池的三倍以上。若這種電池投入使用，其體積能量密度預(yù)計將是當(dāng)前鋰離子電池的兩倍多，研究人員計劃在 2035 年后將其應(yīng)用于電動汽車。

一般來說，電池的充放電過程是通過離子在正極與負(fù)極之間的移動來實現(xiàn)的。電極與更多離子反應(yīng)、從中提取更多電子時，其容量也隨之增大。而在現(xiàn)有的鋰離子電池電極中，每個原子只能提取一個電子。

京都大學(xué)等機構(gòu)所研發(fā)的正極材料“氮化銅”能夠使氮原子與氟化物離子反應(yīng)，每個氮原子能提取三個電子，因此其體積當(dāng)量容量是鋰離子電池的三倍，重量當(dāng)量容量則為兩倍。更為重要的是，該材料具有良好的耐久性，能夠支持?jǐn)?shù)十次充放電。京都大學(xué)的內(nèi)本喜晴教授指出，使用像氮這樣“陰離子”的電池反應(yīng)在科學(xué)領(lǐng)域尚屬罕見，具有很高的研究價值。

據(jù)IT之家了解，目前電池領(lǐng)域的研究者和生產(chǎn)商正在積極開發(fā)“全固態(tài)鋰離子電池”有關(guān)新型電池技術(shù)，預(yù)計將在 20 年代后期進入市場。此次研究的電極材料，則更適用于下一代的全固態(tài)氟化物離子電池。除了正極材料外，這種電池還需要負(fù)極和固體電解質(zhì)，研究團隊正著手進行相關(guān)的進一步開發(fā)。

如果成功應(yīng)用該電極組裝全固態(tài)氟化物離子電池，預(yù)計其體積能量密度將是鋰離子電池的兩倍以上，這意味著電動汽車的續(xù)航里程有望從當(dāng)前的約 600 公里提升至 1200 公里左右。該技術(shù)的商用化，預(yù)計將在 2035 年以后實現(xiàn)。