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电池时代(上)谁是取代锂的新主角?

2022/05/05

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      随着地球变暖威胁的迫近,全球下决心在2050年之前实现温室气体净零排放。纯电动汽车(EV)和家庭生活将积极使用替代化石燃料的可再生能源电力,这就需要大量的蓄电池。不过,就算拥有性能卓越的锂离子电池,也难以高枕无忧。因为即便锂电池是蓄电池的“王者”,在存储电力的容量和价格方面也日趋面临极限。2030~2040年,全球被认为将迎来“电池时代”,日本经济新闻(中文版:日经中文网)策划了一组这一时代主角的新一代电池的研发进展。

     

日本九州大学将开发采用氟、氯和溴的电池(图由该大学提供)

         

      “存储电力的容量超过锂”,日本九州大学的研究团队对于新主角的亮相充满期待。

 

      新型电池产生电力的离子采用与锂不同的氟。因此被称为氟化物离子电池。

 

      氟因牙膏而被人们熟知,3个氟原子和铁结合,首先制成电极。蓄电容量为每克579毫安时。如果制成电池,容量有望达到锂离子电池的3倍。这可以让纯电动汽车的续航距离延长,如果维持电池的大小不变,还有望让纯电动汽车价格降低2成。

 

      容量之所以迅速增加,是因为在正极和负极之间移动的氟化物离子能通过电线同时获得3个电子。接近于一次性搬运和储存多件货物的情形。相反,锂离子能携带的电子仅为1个。

 

      除此以外,据称氯和溴也很有潜力。3个离子分别与铋离子结合之后,同样能使电子移动。相关研究已获得日本新能源产业技术综合开发机构(NEDO)的支援。

   

  

      据日本地球环境产业技术研究机构(RITE)统计,要在2050年之前实现温室气体净零排放,社会的电动化不可或缺。至少需要累计达到最高100万亿瓦时的蓄电池。

 

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