日本著力于研發(fā)鋰電池新型材料和可替代材料

鋰電池新材料：深藍(lán)化合物

研究背景：日本筑波大學(xué)教授守友浩近期研發(fā)出了一種高效能的鋰電池新材料，其研究成果2012年4月15日已在應(yīng)用物理學(xué)會(huì)的雜志上發(fā)表。與現(xiàn)有的最好材料相比，新材料的充電放電效能提升了8倍。作為未來(lái)可能運(yùn)用于電動(dòng)汽車和車載電池上的新技術(shù)，該研究成果備受矚目。

產(chǎn)品介紹：新材料是由鐵、猛、碳、氮等構(gòu)成的深藍(lán)化合物，晶體間隔呈0.5納米(1納米等于10億分之1米)的攀登架型結(jié)構(gòu)。間隔有約5個(gè)鋰離子的寬度，出入口處很寬，可以容納鋰離子的高速進(jìn)出。

實(shí)驗(yàn)把深藍(lán)化合物直徑50納米的納米粒子做成1平方厘米的薄膜并緊貼電極。先花上8分鐘充電0.01毫安培再一口氣放電，隨后得到每克85毫安培的電流。放電時(shí)間為1.1秒。

研發(fā)成果：據(jù)筑波大學(xué)介紹，現(xiàn)有的放電性能最好的材料是橄欖石化合物，放電時(shí)間為9秒。但該化合物含有氧元素，會(huì)隨著時(shí)間推移發(fā)生氧化并使質(zhì)量大打折扣。而新材料并非氧化物，在30次的充電放電后沒(méi)有發(fā)生質(zhì)量惡化的情況。

守友浩教授表示：“將新材料用于電池的話，放電時(shí)會(huì)有發(fā)熱等問(wèn)題，但材料本身具有令人驚訝的潛在能力。”

鈉離子電池

研究背景：日本大阪府立大學(xué)和日本科學(xué)技術(shù)振興機(jī)構(gòu)2012年5月23日聯(lián)合發(fā)表新聞公報(bào)說(shuō)，大阪府立大學(xué)的研究人員開(kāi)發(fā)出一種利用鈉離子導(dǎo)電性的無(wú)機(jī)固體電解質(zhì)，并證實(shí)用這種電解質(zhì)制成的全固體鈉蓄電池能在室溫下正常工作。

研發(fā)成果：公報(bào)說(shuō)，作為純電動(dòng)車的驅(qū)動(dòng)電源和太陽(yáng)能發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電的存儲(chǔ)設(shè)備，高性能蓄電池的開(kāi)發(fā)迫在眉睫。利用鈉離子實(shí)現(xiàn)反復(fù)充電、放電的蓄電池，由于鈉資源儲(chǔ)量豐富和容易實(shí)現(xiàn)低成本生產(chǎn)，被部分專家視為替代鋰離子電池的下一代蓄電池。

目前，利用鈉離子導(dǎo)電性的鈉硫電池等大型電力存儲(chǔ)用蓄電池，已進(jìn)入實(shí)用化階段，但這種電池工作時(shí)需加熱到250攝氏度以上，以使其正極的硫和負(fù)極的鈉處于熔融狀態(tài)，保持電池內(nèi)部的低電阻。而使用無(wú)機(jī)固體電解質(zhì)且正負(fù)極全部使用固體材料的電池不僅更安全，而且兼具單位體積存儲(chǔ)能量多和使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。

產(chǎn)品介紹：大阪府立大學(xué)的研究人員通過(guò)使玻璃結(jié)晶的方法，發(fā)現(xiàn)一種固體電解質(zhì)，這種電解質(zhì)能析出此前未曾報(bào)告過(guò)的立方晶系硫代磷酸鈉。研究人員證實(shí)，這種固體電解質(zhì)在25攝氏度的室溫下具有高導(dǎo)電率。把這種電解質(zhì)微粒在室溫下粉碎成形并制成的全固體鈉蓄電池，可在室溫下反復(fù)充電、放電。

前景分析：公報(bào)說(shuō)，提高全固體電池的性能還需進(jìn)一步增大電解質(zhì)的導(dǎo)電率以及在電極和電解質(zhì)之間構(gòu)筑良好的固體界面，研究人員今后將致力于解決這些課題，以期研制出實(shí)用的新一代蓄電池。