優於全固態的「次次世代型」蓄電池

 

刊登日期:2021/1/21
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鋰離子電池在電動車、智慧型手機等用途日趨普及之後,全固態電池成為下一步電池發展的主流方向。然而在充電性能、製造成本等方面皆優於全固態電池之「次次世代型」蓄電池的研究開發也正在逐步發展中。除了使用相較於鋰金屬更容易取得的材料之外,同時可望成為有助於實現2050年淨零排碳目標之技術。

其中大阪府立大學關注到的物質為鈉(Na),並開發了添加銻(Sb)、硫黃等物質之電解質,離子移動的流暢度也比全固態鋰離子電池的最高數值提高了3成。全固態電池在電極與電解質的接觸面上仍有課題待解決,而鈉電解質比鋰更為柔軟,具有優異的成形性,因此容易製作出電極與電解質的接觸面,且對電池的長壽命化也更為有利。大阪府立大學計畫在2~3年後試作電池,並與企業共同推動實用化,將可望以低成本製作出高性能之電池。

此外,九州大學則以氯化物做為正極與電解質,負極使用了錫,並在僅於高溫才會作動的電解質中添加錳以提高其穩定性,促使電池能在30℃進行充放電。九州大學計畫將電池容量提高至鋰離子電池的2~3倍,並著手進行改良,預期在3~5年後以鈣取代做為正極、氯化物做為負極。由於電池材料使用鋰等稀土類或貴金屬的話,材料成本極高,而氯化物、鈉等物質可以從海水或地表以低價取得。此外,稀土類或貴金屬的產地大多集中於中國、非洲等國家,且較容易因政治因素帶來供應上的風險,因此氯化物、鈉等原料的穩定供應亦為新電池的優勢之一。

在實現2050年溫室氣體淨零排放的目標之下,相關次世代技術的開發競爭也日益激烈,在蓄電池開發方面,鋰離子電池發展已耗時近20年,因此發掘下一世代蓄電池未來新星的研究也將更加不可或缺。


資料來源: https://www.nikkei.com/article/DGXZQOHD0811A0Y0A201C2000000
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