一次充電可行駛1000公里（在日本相當(dāng)于從東京至福岡的距離）的純電動(dòng)汽車(chē)（EV）能否實(shí)現(xiàn)？作為超越現(xiàn)在的鋰離子電池的蓄電池，“氟化物離子電池”正在成為強(qiáng)有力候選。日本京都大學(xué)和豐田汽車(chē)的團(tuán)隊(duì)試制了原型，拿出了將存儲(chǔ)電力的性能提高至鋰離子電池7倍的時(shí)間表。雖然認(rèn)為上述疑問(wèn)已經(jīng)得出答案還為時(shí)尚早，但全世界研究人員并沒(méi)有停下研究的腳步。
日本京都大學(xué)和豐田的團(tuán)隊(duì)正研發(fā)“氟化物離子電池”
日本經(jīng)濟(jì)新聞報(bào)道，京都大學(xué)的內(nèi)本喜晴教授等人和豐田制作了以氟化物離子來(lái)代替鋰離子，進(jìn)行充放電的新一代電池的原型。相關(guān)團(tuán)隊(duì)通過(guò)包含氟、銅和鈷的正極與含有鑭的負(fù)極的配對(duì)研究，確認(rèn)了在存儲(chǔ)電力的容量上高于鋰離子電池的性能。
即使是目前的純電動(dòng)汽車(chē)，充電一次可行駛的距離也在通過(guò)鋰離子電池的更新和將減速時(shí)的力轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏Φ扰e措延長(zhǎng)，美國(guó)特斯拉和日產(chǎn)汽車(chē)已經(jīng)開(kāi)發(fā)出在一定條件下可行駛約600公里的純電動(dòng)車(chē)。
不過(guò)，專(zhuān)家認(rèn)為鋰離子電池顯示電力存儲(chǔ)性能的“能量密度”已接近理論上的極限，難以再大幅提高性能。
京都大學(xué)等之所以將目光轉(zhuǎn)向氟化物離子電池，也是因?yàn)榭梢詫?shí)現(xiàn)超過(guò)鋰離子電池極限能量密度的可能性。
氟與金屬結(jié)合起來(lái)的氟化物攜帶大量氟化物離子，能高效產(chǎn)生電力。就像是1棵蘋(píng)果樹(shù)上結(jié)著很多蘋(píng)果，而且每次去摘都能摘到大量蘋(píng)果。
京都大學(xué)等瞄準(zhǔn)的能量密度按照電池的單位重量來(lái)看，相當(dāng)于鋰離子電池的7倍。能量密度越大，越能制造出輕而小的電池。如果大小相同，電池的電力則能使用更長(zhǎng)時(shí)間。
另外，新型電池的離子移動(dòng)的通道并非鋰離子電池通常使用的液體，而是改為固體的電解質(zhì)。這種類(lèi)型的“全固態(tài)電池”不易燃燒，有利于散熱。如果“全固態(tài)”和“氟化物離子電池”的特性相輔相成發(fā)揮作用的話(huà)，實(shí)現(xiàn)1000公里的續(xù)航距離估計(jì)將成為可能。
雖然列舉了各種優(yōu)點(diǎn)，但認(rèn)為“不可能造出這種電池”的人也不在少數(shù)。這是因?yàn)榇饲暗难芯匡@示，這樣的電池只能在高溫環(huán)境下運(yùn)行，還存在電極膨脹的問(wèn)題。
研究團(tuán)隊(duì)表示“電極采用鈷中加入鎳和銅的合金，抑制了體積的變化”，剩下的課題是“在負(fù)極材料等方面下工夫，使之在不降低電池容量的前提下，實(shí)現(xiàn)重復(fù)充放電”。
本田旗下的本田研究所(Honda Research Institute)和美國(guó)國(guó)家航空航天局（NASA）等也于2018年在美國(guó)《科學(xué)》雜志上刊文，表示找到了在室溫下運(yùn)行氟化物離子電池的頭緒。
該文章表示“與現(xiàn)在的鋰離子電池相比，使用時(shí)間或許最多達(dá)到8倍”，對(duì)于“超越鋰離子電池”顯示強(qiáng)烈意愿。環(huán)顧日本國(guó)內(nèi)外，還有研究寄希望于鎂和鋁等其他離子。
