一種可在室溫下工作的氟離子電池

以一小塊輕的電池包存儲(chǔ)多少能量為衡量標(biāo)準(zhǔn)，氟離子電池比目前的鋰離子電池性能更優(yōu)，或許能進(jìn)一步推動(dòng)電動(dòng)汽車的消費(fèi)。一項(xiàng)新的研究詳細(xì)介紹了一種電化學(xué)方法，或許這項(xiàng)研究有助于將高密度氟離子電池(FIB)從構(gòu)思走向?qū)嵱没＠碚撋现v，可充電的氟離子電池單位體積儲(chǔ)電量是目前鋰離子電池的8倍，但并未普及，這是因?yàn)檫@種電池是通過氟離子在兩個(gè)電極之間的氟離子導(dǎo)電電解質(zhì)中穿梭產(chǎn)生電流，而這種電解質(zhì)是固態(tài)的，要想使它們產(chǎn)生大電流必須加熱到150 ℃以上，嚴(yán)重限制了其應(yīng)用。

目前，加州技術(shù)學(xué)院Jones和本田公司Brooks的研發(fā)團(tuán)隊(duì)提出了便于氟離子自由穿過的液態(tài)電解質(zhì)構(gòu)想，并對(duì)可充電氟離子電池在室溫下使用進(jìn)行了示范。為了制造這種電解液，研究人員對(duì)一種具備很強(qiáng)溶解性、高的離子導(dǎo)電性和電化學(xué)穩(wěn)定性的氟鹽與溶劑的混合物——新戊基氟化銨和雙(2,2,2-三氟乙基)醚(BTFE)進(jìn)行了研究。之后，研究人員設(shè)計(jì)了一種新的由銅為內(nèi)核和三氟鑭為外殼構(gòu)成的負(fù)極。這種外殼可防止銅溶解和BTFE分解，同時(shí)允許氟離子在液態(tài)電解質(zhì)和銅核中擴(kuò)散。在充電過程中，擴(kuò)散可使銅逆向轉(zhuǎn)化成氟化銅。在概念驗(yàn)證示范中，研究團(tuán)隊(duì)利用這些成分制造了測(cè)試電池，并在室溫下進(jìn)行了7次充電試驗(yàn)。

在高能量密度電池領(lǐng)域，這一結(jié)果為科技界開創(chuàng)了新的機(jī)遇。雖然這一研究顯示出良好前景，但要開發(fā)出超越鋰離子電池充電量的壽命長(zhǎng)、實(shí)用性好的氟離子電池仍然需要進(jìn)行更多的研究。