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氟離子電池性能超鋰電池6倍 輕續(xù)航上千公里

所屬分類:時(shí)事聚焦    發(fā)布時(shí)間: 2022-11-21    作者:
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作為邁向去碳化社會(huì)所需的新一代蓄電池,采用氟的“氟化物離子電池”日益受到關(guān)注。這種電池存儲(chǔ)電力的性能可達(dá)到目前鋰離子電池的6~7倍,且重量更輕、體積更小,可實(shí)現(xiàn)純電動(dòng)汽車充電一次、行駛1000公里,是2030年以后蓄電池的有力競(jìng)爭(zhēng)者之一。

  目前,豐田等汽車廠商已啟動(dòng)氟離子電池的開發(fā)。

據(jù)日本經(jīng)濟(jì)新聞報(bào)道,氟離子電池通過氟化物離子(fluoride ion)在正極和負(fù)極之間移動(dòng)實(shí)現(xiàn)充放電。與鋰電池相比,它可簡(jiǎn)化電極的材料構(gòu)成,同時(shí)通過在電極的反應(yīng)高效產(chǎn)生電子,做出更輕、更小的電池。理論上,它能實(shí)現(xiàn)不使用稀有金屬的結(jié)構(gòu),易于避免資源采購風(fēng)險(xiǎn)。

  2017年,日本京都大學(xué)利用液體的電解質(zhì)(電解液),成功開發(fā)出在室溫下工作的氟離子電池。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(dá)不到150攝氏度以上高溫、氟離子的傳導(dǎo)性就無法提高的問題。而后,研究團(tuán)隊(duì)使用在“離子液體”這種特殊液體中溶解有機(jī)氟化物的材料作為電解液,克服了這一難題。

  在早前就曾展開研究的、采用固體電解質(zhì)的氟離子電池方面,2020年,京都大學(xué)與豐田攜手試制了原型,確認(rèn)了電池的工作情況。本田旗下的本田研究所(Honda Research Institute)也曾攜手美國(guó)國(guó)家航空航天局(NASA)等發(fā)布了有關(guān)氟離子電池的研究成果。

  為什么氟離子電池受到越來越多的關(guān)注?鋰電池在哪些方面存在問題?以下是不少電動(dòng)車主詬病鋰電池的主要因素。

  在續(xù)航能力方面,現(xiàn)有鋰電池的能量密度相對(duì)較低,絕大多數(shù)鋰電池只有200WH/KG,5公斤重量的電池能儲(chǔ)存1度電。所以眼下實(shí)際真實(shí)續(xù)航能做到400公里以上的車型,基本上鋰電池也就只有60~70度電。

  其次,在電池壽命方面,國(guó)家規(guī)定了8年或15萬公里的電池質(zhì)保,部分企業(yè)提供電芯終身質(zhì)保的服務(wù),但是更換電池既耗時(shí)又繁瑣,不利于電動(dòng)汽車的二手流通。

  相比于鋰電池,在純電動(dòng)汽車領(lǐng)域,氟離子電池成為新一代蓄電池的強(qiáng)有力競(jìng)爭(zhēng)者之一,其面向太陽能和風(fēng)力等可再生能源的蓄電用途也備受期待,在與鈉離子電池和鎂離子電池的競(jìng)爭(zhēng)當(dāng)中更易脫穎而出。氟離子電池可實(shí)現(xiàn)更大的容量,在資源采購問題上的潛力和優(yōu)勢(shì)也更明顯。

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