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日企高校聯(lián)手突破!全固態(tài)氟化物電池容量或超鋰電池三倍

   時(shí)間:2025-01-26 20:40 來(lái)源:ITBEAR作者:馮璃月

近日,日本京都大學(xué)攜手豐田汽車等研究團(tuán)隊(duì),在電池科技領(lǐng)域取得了突破性進(jìn)展。他們成功提升了全固態(tài)氟化物離子電池正極的體積當(dāng)量容量,這一數(shù)值達(dá)到了鋰離子電池的三倍之多,為電池技術(shù)的革新開(kāi)辟了新的道路。

電池的運(yùn)作原理,簡(jiǎn)而言之,是通過(guò)離子在正極與負(fù)極間的遷移來(lái)完成充放電過(guò)程。當(dāng)電極與更多離子發(fā)生反應(yīng),并從中提取更多電子時(shí),電池的容量便會(huì)相應(yīng)提升。然而,在傳統(tǒng)鋰離子電池的電極中,每個(gè)原子僅能提取一個(gè)電子,這在一定程度上限制了電池的性能。

京都大學(xué)等科研機(jī)構(gòu)此次研發(fā)的正極材料——氮化銅,卻打破了這一常規(guī)。這種材料能夠讓氮原子與氟化物離子發(fā)生反應(yīng),每個(gè)氮原子竟能提取三個(gè)電子,從而使得其體積當(dāng)量容量較鋰離子電池有了顯著的提升,重量當(dāng)量容量也達(dá)到了兩倍。尤為氮化銅材料還展現(xiàn)出了卓越的耐久性,能夠支持電池進(jìn)行數(shù)十次的充放電循環(huán)。京都大學(xué)的內(nèi)本喜晴教授表示,利用如氮這樣的“陰離子”進(jìn)行電池反應(yīng),在科學(xué)界實(shí)屬罕見(jiàn),這一發(fā)現(xiàn)無(wú)疑具有極高的研究?jī)r(jià)值。

當(dāng)前,電池領(lǐng)域的研究者和生產(chǎn)商正積極投身于全固態(tài)鋰離子電池的研發(fā)之中,預(yù)計(jì)這一新型電池技術(shù)將在20年代后期正式進(jìn)入市場(chǎng)。而此次京都大學(xué)等團(tuán)隊(duì)研發(fā)的電極材料,則更加契合下一代全固態(tài)氟化物離子電池的需求。除了正極材料外,這種電池的研發(fā)還需攻克負(fù)極和固體電解質(zhì)的技術(shù)難題,研究團(tuán)隊(duì)正緊鑼密鼓地進(jìn)行著相關(guān)研發(fā)工作。

據(jù)透露,若該電極能夠成功應(yīng)用于全固態(tài)氟化物離子電池,其體積能量密度將有望是鋰離子電池的兩倍還多。這意味著,電動(dòng)汽車的續(xù)航里程將有可能從當(dāng)前的約600公里大幅提升至1200公里左右。盡管該技術(shù)的商用化預(yù)計(jì)將在2035年以后才能實(shí)現(xiàn),但這一突破性的成果已經(jīng)為電池技術(shù)的未來(lái)發(fā)展指明了方向,也為電動(dòng)汽車行業(yè)的進(jìn)步注入了新的活力。

 
 
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