與現(xiàn)有鋰離子充電電池相比，重量能量密度提高約7倍，成本降至1/40。這是日本經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省提出的電動(dòng)汽車（EV）用電池的性能目標(biāo)。
這是在日本經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省2006年8月的研究會(huì)上發(fā)表的《對(duì)新一代汽車電池的建議》報(bào)告中提出的2030年目標(biāo)值。報(bào)告發(fā)表已有3年，作為電池發(fā)展的路線圖，至今依然受到重視。
“7倍”的能量密度的確很有必要。從2009年推出的EV來看，在持續(xù)行駛距離上，三菱汽車的“iMiEV”為160km，富士重工業(yè)的“斯巴魯插電式STELLA”為80km。按照“在城市內(nèi)使用”的預(yù)期，在EV剛剛開始導(dǎo)入的2009年，這樣的性能還算說得過去。但今后要想整體取代汽油車的話，這樣的性能明顯實(shí)力不足。
讓能量密度達(dá)到“7倍”
能量密度提高至目前“7倍”的電池，至少不會(huì)是現(xiàn)在的鋰離子充電電池。只要使用的是LiC6（嵌鋰石墨）負(fù)極、LiCoO2（鈷酸鋰）或LiMn2O4（錳酸鋰）正極，以及電解質(zhì)（有機(jī)溶媒）這樣的“三角組合”，無論怎么改進(jìn)，都擺脫不了材料本身的束縛。上述三類材料均存在理論上的極限，所以性能無望獲得飛躍性提高。
為了突破這一障礙，開發(fā)超越鋰離子充電電池極限的電池的有關(guān)研究正在推進(jìn)之中。目的是打破三角組合中的一角，使性能大幅提高。具體的做法包括使用離子液體的鋰離子充電電池、全固體型鋰離子充電電池，以及鋰-空氣電池等。
目前，開發(fā)上述電池的有日本大阪府立大學(xué)、關(guān)西大學(xué)、產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合研究所、電力中央研究所等研究機(jī)構(gòu)。企業(yè)還不是主角。
不過，有眾多汽車廠商向這些研究機(jī)構(gòu)發(fā)出了合作意向。其中，豐田汽車宣布，已經(jīng)著手與大阪府立大學(xué)展開共同研究。
在目前的鋰離子充電電池中，種種問題的根源均來自電解質(zhì)使用的有機(jī)溶媒。有機(jī)溶媒容易著火或泄漏。雖然鋰本身著火的話也很危險(xiǎn)，但有機(jī)溶媒有可能引發(fā)大事故。
另外，只要有溶媒存在，就會(huì)“稀釋”電解質(zhì)。而進(jìn)行工作的是離子，因此多余的溶媒會(huì)給工作造成障礙，從而拖累性能指標(biāo)，使能量密度難以達(dá)到“7倍”。
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