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）的純電動汽車（EV）能否實現(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”正在成為強有力候選。日本京都大學(xué)和豐田汽車的團隊試制了原型，拿出了將存儲電力的性能提高至鋰離子電池7倍的時間表。雖然認(rèn)為上述疑問已經(jīng)得出答案還為時尚早，但全世界研究人員并沒有停下研究的腳步。
日本京都大學(xué)和豐田的團隊正研發(fā)“氟化物離子電池”
日本經(jīng)濟新聞報道，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代替鋰離子，進行充放電的新一代電池的原型。相關(guān)團隊通過包含氟、銅和鈷的正極與含有鑭的負(fù)極的配對研究，確認(rèn)了在存儲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汽車，充電一次可行駛的距離也在通過鋰離子電池的更新和將減速時的力轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏Φ扰e措延長，美國特斯拉和日產(chǎn)汽車已經(jīng)開發(fā)出在一定條件下可行駛約600公里的純電動車。
不過，專家認(rèn)為鋰離子電池顯示電力存儲性能的“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，也是因為可以實現(xiàn)超過鋰離子電池極限能量密度的可能性。
氟與金屬結(jié)合起來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棵蘋果樹上結(jié)著很多蘋果，而且每次去摘都能摘到大量蘋果。
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時間。
另外，新型電池的離子移動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，實現(xiàn)1000公里的續(xù)航距離估計將成為可能。
雖然列舉了各種優(yōu)點，但認(rèn)為“不可能造出這種電池”的人也不在少數(shù)。這是因為此前的研究顯示，這樣的電池只能在高溫環(huán)境下運行，還存在電極膨脹的問題。
研究團隊表示“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，實現(xiàn)重復(fù)充放電”。
本田旗下的本田研究所(Honda Research Institute)和美國國家航空航天局（NASA）等也于2018年在美國《科學(xué)》雜志上刊文，表示找到了在室溫下運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，使用時間或許最多達到8倍”，對于“超越鋰離子電池”顯示強烈意愿。環(huán)顧日本國內(nèi)外，還有研究寄希望于鎂和鋁等其他離子。
