秒沖電池日本研發(fā)電動(dòng)汽車新科技

安博

我們都想要提高搭載于移動(dòng)終端或者汽車內(nèi)的鋰離子電池的性能，但是要提高這種可移動(dòng)鋰離子電池的性能，就意味著起火的危險(xiǎn)隨之提高。

因?yàn)閭鹘y(tǒng)的鋰離子電池，是使用易燃的液體作為電解質(zhì)的。電解質(zhì)的選用對(duì)鋰離子電池的性能影響非常大，它必須化學(xué)穩(wěn)定性能好，尤其是在較高的電位下和較高溫度環(huán)境中不易發(fā)生分解，同時(shí)具有較高的離子導(dǎo)電率，而且陰陽極材料必須是惰性的，不能侵腐它們。由于鋰離子電池充放電電位較高而且陽極材料嵌有化學(xué)活性較大的鋰，所以電解質(zhì)必須采用有機(jī)化合物而不能含有水，但有機(jī)物離子導(dǎo)電率都不好，所以要在有機(jī)溶劑中加入可溶解的導(dǎo)電鹽以提高離子導(dǎo)電率。

而用金屬鋰直接作為陽極材料具有很高的可逆容量，價(jià)格也比較低，因此被看作是新一代鋰離子電池最有吸引力的陽極材料。但在使用過程中會(huì)產(chǎn)生枝晶鋰，采用固體電解質(zhì)作為離子的傳導(dǎo)可抑制枝晶鋰的生長(zhǎng)，使得金屬鋰用作陽極材料成為可能。此外使用固體電解質(zhì)可避免液態(tài)電解液漏液的缺點(diǎn)，還可把電池做成更薄、能量密度更高、體積更小的高能電池，而且固態(tài)鋰離子電池使用安全性能很高。

基于此，日本正在推進(jìn)將電解質(zhì)替換成不會(huì)燃燒的陶瓷等固體材料的“全固態(tài)蓄電池”的研發(fā)。據(jù)《日本經(jīng)濟(jì)新聞》的采訪結(jié)果，東京工業(yè)大學(xué)的教授一杉太郎說：“現(xiàn)在智能手機(jī)充滿電需要1小時(shí)以上，但新型蓄電池力爭(zhēng)實(shí)現(xiàn)1秒內(nèi)滿充電?！?一杉太郎正嘗試通過提高固體電解質(zhì)和電池正極間的性能，實(shí)現(xiàn)前所未有的瞬間充電。瞬間充電的鋰離子電池應(yīng)用到電動(dòng)汽車上將會(huì)是電動(dòng)汽車的一大福祉。

現(xiàn)今電池充電之所以要消耗大量的時(shí)間，是因?yàn)椴煌腆w氧化物之間容易接觸不良，進(jìn)而使得電阻增大。于是一杉太郎就使用了備受汽車廠商關(guān)注的“氧化鋰·鎳·錳”作為正極，用磷酸鋰作為電解質(zhì)。并應(yīng)用最先進(jìn)的半導(dǎo)體制造技術(shù)，在正極表面使電解質(zhì)形成薄膜，從而使固體電解質(zhì)和正極間的阻力降低到了液體電解質(zhì)與正極間的阻力的五分之一至十分之一。

將固體在原子層面連接起來，降低電阻，通過這種方式來實(shí)現(xiàn)快速且安全的充電。日本東京工業(yè)大學(xué)正與大型半導(dǎo)體相關(guān)企業(yè)共同研發(fā)這種電池，并預(yù)計(jì)在一年以后可以嘗試生產(chǎn)使用，而下一個(gè)目標(biāo)就是應(yīng)用在電動(dòng)汽車上。

相關(guān)項(xiàng)目的負(fù)責(zé)任表示：“盡管薄膜的開發(fā)勢(shì)頭很好，但要替換車用的塊狀電池還需要時(shí)間?！比虘B(tài)電池雖然是剛剛起步，但是它的安全性以及高效能使得她具有巨大的吸引力。尤其是對(duì)于現(xiàn)下正熱的電動(dòng)汽車來說，更是一個(gè)機(jī)遇。

當(dāng)在充電樁進(jìn)行充電的時(shí)間不再是半個(gè)小時(shí)，甚至六到八個(gè)小時(shí)，而是像普通汽車加油的速度一樣時(shí)，電動(dòng)汽車的“小缺點(diǎn)”就得到了一定的改善。那么它就會(huì)被越來越多的人接受，并且得到進(jìn)一步的發(fā)展。endprint