据《日本经济新闻》网站1月26日报道,日本科研人员研发出全固态电池新技术。
来自京都大学等院校和丰田汽车的研究团队成功将“全固态氟离子电池”正极单位体积容量提高到锂离子电池的约三倍。当装入电池中时,体积能量密度有望达到锂电池的两倍以上。研究人员力争在2035年以后实现该技术在电动汽车领域的商用。 一般来说,电池是通过离子在正极和负极之间来回移动实现充放电的。发生反应的离子越多、提取的电子越多,电极的容量就越高。现有的锂电池电极基本每个原子只能提取一个电子。 京都大学等机构公布的正极材料“氮化铜”主要由氮与氟离子发生反应,每个氮原子中可以提取三个电子。因此,其单位体积容量是锂电池的三倍,单位重量容量则是锂电池的两倍。据说这种材料足够耐用,可以承受数十次充放电。使用类似于氮的“阴离子”进行反应的电池非常罕见,京都大学教授内本喜晴表示:“从科学角度看也很有趣。” 目前无论是研究电池的科研人员还是电池制造商都热衷于研究所谓的“全固态锂电池”,这种电池的性能优于现有的锂电池,预计到2020年代中后期有望实现商用。 此次发布的成果主要面向下一代全固态氟化物离子电池。要研发全固态氟离子电池,除正极外还必须有相应的负极和固体电解质,研究团队也将分别推进这两方面的研究工作。 内本教授表示,如果用这种电极组装全固态氟离子电池,预计体积能量密度“将达到锂电池的两倍以上”,这将使得电动汽车的续航里程从目前的600公里增加到1200公里左右。他们的目标是力争在2035年后投入实际使用。 该项研究由京都大学、丰田汽车、东京大学、兵库县立大学、东北大学和东京科学大学联合进行,成果以在线方式发表于美国学术期刊《美国化学会志》上。