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可充電鋰離子電池后的新電池:7倍的能量密度

與現(xiàn)有的鋰離子可充電電池相比，組件的能量密度提高了約7倍，成本降至1/40。這是經(jīng)濟(jì)工業(yè)部提出的有關(guān)電動(dòng)汽車電池功能的政策。這是2006年八月經(jīng)濟(jì)工業(yè)部在一次研討會(huì)上公布的《新一代汽車電池的建議》報(bào)告中提出的2030年的政策價(jià)值。該報(bào)告公布三年后，仍被視為電池發(fā)展的路線圖。

7倍的能量密度是非常必要的。根據(jù)2009年推出的EV，三菱轎車的IMiEV為160km，富士重工的斯巴魯插電式斯特拉為80km的持續(xù)行駛區(qū)間。在2009年，當(dāng)電動(dòng)汽車剛剛推出的時(shí)候，城市內(nèi)的場(chǎng)景是有意義的。但未來(lái)要全部取代汽油車，這樣的功能明顯缺乏力度。這種電池的能量密度是當(dāng)前能量密度的7倍，至少不是鋰離子可充電電池的7倍。僅使用負(fù)極LiC6(嵌入鋰石墨)、LiCoO2(鋰鈷氧化物)或LiMn2O4(鋰錳氧化物)、電解液(有機(jī)溶劑)等三角形組合，無(wú)論如何改善，都無(wú)法擺脫數(shù)據(jù)本身的約束。以上三種類型的數(shù)據(jù)都有理論上的限制，所以實(shí)現(xiàn)躍進(jìn)是沒有用的。

為了打破這一障礙，人們正在研究開發(fā)超越鋰離子可充電電池極限的電池。目的是打破三角組合在一個(gè)角落，使功能大大前進(jìn)。例如使用離子液體的鋰離子可充電電池、全固態(tài)鋰離子可充電電池和鋰空氣電池。目前，大阪府立大學(xué)、關(guān)西大學(xué)、工業(yè)技術(shù)感應(yīng)研究所、電力中心研究所等研究機(jī)構(gòu)正在研制這種電池。公司還不是重要的參與者。然而，也有很多汽車制造商對(duì)這些研討會(huì)組織有意合作。與此同時(shí)，豐田宣布已開始與大阪府立大學(xué)進(jìn)行聯(lián)合討論。在當(dāng)今的鋰離子可充電電池中，問題的根源在于電解液中有機(jī)溶劑的使用。有機(jī)溶劑容易著火或泄漏。雖然鋰本身是有風(fēng)險(xiǎn)的，但有機(jī)溶劑會(huì)造成麻煩。否則，溶劑的存在會(huì)稀釋電解質(zhì)。而進(jìn)行作業(yè)的是離子，所以剩下的溶劑會(huì)給作業(yè)形成障礙，從而拖累功能指標(biāo)，使能量密度難以達(dá)到7倍。