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)，或許能進一步推動電動汽車的消費。一項新的研究詳細介紹了一種電化學(xué)方法，或許這項研究有助于將高密度氟離子電池(FIB)從構(gòu)思走向?qū)嵱没?。理論上講，可充電的氟離子電池單位體積儲電量是目前鋰離子電池的8倍，但并未普及，這是因為這種電池是通過氟離子在兩個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)團隊提出了便于氟離子自由穿過的液態(tài)電解質(zhì)構(gòu)想，并對可充電氟離子電池在室溫下使用進行了示范。為了制造這種電解液，研究人員對一種具備很強溶解性、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)進行了研究。之后，研究人員設(shè)計了一種新的由銅為內(nèi)核和三氟鑭為外殼構(gòu)成的負極。這種外殼可防止銅溶解和BTFE分解，同時允許氟離子在液態(tài)電解質(zhì)和銅核中擴散。在充電過程中，擴散可使銅逆向轉(zhuǎn)化成氟化銅。在概念驗證示范中，研究團隊利用這些成分制造了測試電池，并在室溫下進行了7次充電試驗。

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、實用性好的氟離子電池仍然需要進行更多的研究。