《電子技術(shù)應(yīng)用》
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本田與NASA研發(fā)新型氟化物電池,能量密度可達鋰電池的十倍

2018-12-30
關(guān)鍵詞: 電池 氟化物

  氟化物不只可以用來保護牙齒,科學家還發(fā)現(xiàn)可以拿來做為電池的原料。目前本田研究所正與加州理工學院、勞倫斯伯克利國家實驗室(Lawrence Berkeley National Laboratory)以及NASA美國太空總署JPL噴射推進實驗室(Jet Propulsion Laboratory)…等研究機構(gòu)的科學家合作研究新型電池,并已于2018年12月正式發(fā)表論文。

  鋰離子電池比鎳氫電池等老式電池更有利的充電和放電速率,以及可免除無完全放電所產(chǎn)生的記憶效應(yīng)而導(dǎo)致電量變差的缺陷。但鋰離子電池也有一些明顯的缺點,例如:鋰和鈷開采時對環(huán)境的破壞以及電池本身具有過熱易爆炸或著火的危險性。新型氟化物電池不僅可免除以上缺點,其實科學家早在1970年代就已發(fā)現(xiàn)氟非常適合作為電池的特性。

  由于氟(F)帶負電并且在元素周期表中屬于電負性(electronegativity)最強的元素(與鋰的電正性容易丟掉電子正好相反),它非常容易「捕捉」電子,因此而有很優(yōu)的電導(dǎo)性而會與銅結(jié)合制作成陰極,其三個氟原子可與銅結(jié)合(銅-三氟化鑭,Cu @ LaF3)可比鋰僅一個原子作為電池陽極(LiCoO2:僅可提供一個電子)提供到三個電子,因此能量密度可達目前鋰離子電池的10倍,可讓電動車、智能手機...等產(chǎn)品的續(xù)航力提升8倍。

  但因為氟化物電池必須加熱到約攝氏150度才能正常工作,而氟本身活性很高具有腐蝕性,甚至還很容易與惰性氣體結(jié)合,因此高溫會讓它過度活潑而增高危險性,所以一直以來沒有受到重視。

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  而研究團隊發(fā)現(xiàn)一種BTFE電解質(zhì)(bis(2,2,2-trifluoroethyl)ether,基于醚溶劑中的干燥四烷基氟化銨鹽)可輕易將氟在室溫下溶為離子態(tài)而能在電池內(nèi)部穩(wěn)定來回穿梭,大幅降低氟化物電池的使用門坎。另外,在高制造成本石墨烯固態(tài)電池尚無法量產(chǎn)化之前,氟化物電池也很有可能會先取代鋰離子電池。

  至于何時會量產(chǎn),目前還沒有更進一步的消息。還有待于對于Coating涂裝制程簡易化、延長電池陰極與陽極壽命以及更大電能密度...等等的突破。


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