氟离子电池成为新一代蓄电池的强有力竞争者之一

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作为迈向去碳化社会所需的新一代蓄电池,采用氟的“氟化物离子电池”日益受到关注。这种电池存储电力的性能可达到目前锂离子电池的6~7倍,且重量更轻、体积更小,可实现纯电动汽车充电一次、行驶1000公里,是2030年以后蓄电池的有力竞争者之一。

目前,丰田等汽车厂商已启动氟离子电池的开发。

据日本经济新闻报道,氟离子电池通过氟化物离子(fluoride ion)在正极和负极之间移动实现充放电。与锂电池相比,它可简化电极的材料构成,同时通过在电极的反应高效产生电子,做出更轻、更小的电池。理论上,它能实现不使用稀有金属的结构,易于避免资源采购风险。

2017年,日本京都大学利用液体的电解质(电解液),成功开发出在室温下工作的氟离子电池。此前的研究以采用固体电解质的电池为主流,存在如果达不到150摄氏度以上高温、氟离子的传导性就无法提高的问题。而后,研究团队使用在“离子液体”这种特殊液体中溶解有机氟化物的材料作为电解液,克服了这一难题。

在早前就曾展开研究的、采用固体电解质的氟离子电池方面,2020年,京都大学与丰田携手试制了原型,确认了电池的工作情况。本田旗下的本田研究所(Honda Research Institute)也曾携手美国国家航空航天局(NASA)等发布了有关氟离子电池的研究成果。

为什么氟离子电池比锂电池更加实用?锂电池在哪些方面存在问题?以下是不少电动车主诟病锂电池的主要因素。

在续航能力方面,现有锂电池的能量密度相对较低,绝大多数锂电池只有200WH/KG,5公斤重量的电池能储存1度电。所以眼下实际真实续航能做到400公里以上的车型,基本上锂电池也就只有60~70度电。

其次,在电池寿命方面,国家规定了8年或15万公里的电池质保,部分企业提供电芯终身质保的服务,但是更换电池既耗时又繁琐,不利于电动汽车的二手流通。

相比于锂电池,在纯电动汽车领域,氟离子电池成为新一代蓄电池的强有力竞争者之一,其面向太阳能和风力等可再生能源的蓄电用途也备受期待,在与钠离子电池和镁离子电池的竞争当中更易脱颖而出。氟离子电池可实现更大的容量,在资源采购问题上的潜力和优势也更明显。

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