“氟化物離子電池”因容量有可能達(dá)到鋰離子電池的10倍而備受期待。日本京都大學(xué)、九州大學(xué)、豐田、日產(chǎn)汽車等25家企業(yè)和大學(xué)加入日本的國(guó)家項(xiàng)目，爭(zhēng)取把這種電池配備在純電動(dòng)汽車（EV）上。

“已經(jīng)驗(yàn)證了氟化鐵適合用作氟化物離子電池正極材料的可能性”，2022年12月九州大學(xué)等刊登在能源相關(guān)學(xué)術(shù)雜志上的一篇論文引起了廣泛關(guān)注。使用廉價(jià)的氟化鐵，確認(rèn)了促成正極材料充放電的化學(xué)反應(yīng)。這意味著向?qū)崿F(xiàn)既便宜又安全的蓄電池邁出了重要一步。

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氟化物離子電池是以氟為電能載體的新型蓄電池。據(jù)稱，現(xiàn)有的純電動(dòng)汽車鋰電池的容量為200～250瓦時(shí)/公斤，如果改進(jìn)材料，氟化物離子電池的容量有望達(dá)到2500瓦時(shí)/公斤以上。

京都大學(xué)等試制的氟化物離子電池（圖片由立命館大學(xué)副教授岡崎健一提供）

九州大學(xué)等的成果誕生于日本新能源產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合開發(fā)機(jī)構(gòu)（NEDO）的項(xiàng)目“RISING3”。除豐田、日產(chǎn)、本田技術(shù)研究所外，松下控股（HD）旗下的松下能源、大金工業(yè)、立命館大學(xué)等也加入了該項(xiàng)目。

RISING是開發(fā)革新型電池的項(xiàng)目，1期項(xiàng)目于2009年啟動(dòng)。隨著硫化物電池等的開發(fā)取得進(jìn)展，項(xiàng)目進(jìn)入了各企業(yè)開始考慮商業(yè)化的階段。2021～2025年度的3期項(xiàng)目將氟化物離子電池和鋅負(fù)極電池列入了開發(fā)對(duì)象。

擔(dān)任項(xiàng)目負(fù)責(zé)人的京都大學(xué)教授安部武志稱：“不僅能量密度高，而且十分重視成本和資源風(fēng)險(xiǎn)的觀點(diǎn)”。氟化物離子電池的目標(biāo)是試制出500瓦時(shí)/公斤以上的產(chǎn)品，容量達(dá)到鋰離子電池的約2倍。

課題是尋找與氟化物離子相配的電極材料和電解質(zhì)。如果不充分發(fā)生反應(yīng)，就無法發(fā)揮電池的潛在能力。豐富的銅和鋁也將取代鋰離子電池使用的稀有金屬，成為候選電極材料。工作溫度高也是一大課題。據(jù)說要到2035年以后才能實(shí)現(xiàn)實(shí)用化。

純電動(dòng)汽車用蓄電池的性能要求很高。最理想的是體積小、重量輕、容量和輸出功率高、壽命長(zhǎng)的產(chǎn)品。“氟化物離子電池是安全、便宜、行駛距離長(zhǎng)的新一代電池的最有力候選”（安部武志）。

據(jù)日本調(diào)查公司矢野經(jīng)濟(jì)研究所（位于東京都中野區(qū)）預(yù)測(cè)，到2030年，全球車載用鋰離子電池的市場(chǎng)規(guī)模將擴(kuò)大到2021年的約3倍。如果所有純電動(dòng)汽車都使用鋰離子電池的話，將有可能出現(xiàn)資源短缺。

目前日本企業(yè)在氟化物離子電池研發(fā)方面處于領(lǐng)先地位。但擔(dān)憂將來可能會(huì)像鋰離子電池一樣，在量產(chǎn)規(guī)模等方面被海外企業(yè)趕超。日本的企業(yè)、政府、大學(xué)需要聯(lián)合起來，共同制定從開發(fā)到量產(chǎn)的流程圖。

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