后鋰電池時(shí)代:哪種電池技術(shù)會(huì)脫穎而出(四)
圖13:利用有機(jī)化合物實(shí)現(xiàn)高容量化
有機(jī)化合物與現(xiàn)行的材料相比可提高正極的比容量。村田制作所將紅氨酸定位為主要候補(bǔ),已確認(rèn)可將容量密度提高到650mAh/g左右。
注7) 村田制作所與、本田技術(shù)研究所和日本Carlit以“正極活性物質(zhì)采用紅氨酸的高能量密度充電電池”為題發(fā)表了演講[演講序號(hào):3E18]。
松下也是致力于有機(jī)充電電池開發(fā)的企業(yè)之一。該公司大幅改善了有機(jī)充電電池的課題——充放電循環(huán)特性注8)。松下發(fā)布的成果是,將擁有四硫富瓦烯(TTF)構(gòu)造的聚合物材料(TTF聚合物)用作正極活性物質(zhì),反復(fù)充放電3萬次后仍維持了58%的放電容量。“通過提高共聚比率,構(gòu)造穩(wěn)定,提高了循環(huán)特性”(該公司)。
注8) 松下以“具備四硫富瓦烯的聚合物正極活性物質(zhì)的電氣化學(xué)特性”為題發(fā)表了演講[演講序號(hào):3E16]
雖然試制電池的放電容量只有114mAh/g,作為有機(jī)充電電池比較低,不過某電池相關(guān)人士吃驚地表示,“(松下的)成果證明,如果抑制電解液的溶解,有機(jī)充電電池也能實(shí)現(xiàn)出色的充放電循環(huán)壽命”。
除此之外,松下還與京都大學(xué)的吉田研究室共同進(jìn)行了開發(fā)。在電池研討會(huì)結(jié)束后的2012年11月19日,發(fā)布了支持30C高速充放電的有機(jī)充電電池(圖14)。采用連接兩個(gè)酮形成環(huán)狀構(gòu)造的環(huán)狀1,2─二酮。酮由碳和氧構(gòu)成,因此無需擔(dān)心資源短缺,還能降低成本。通過將酮形成環(huán)狀實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)定化。試制電池的容量為231mAh/g,充放電500次后仍保持了83%的容量。
圖14:可高速充放電的有機(jī)充電電池
京都大學(xué)和松下開發(fā)出了正極材料采用將兩個(gè)酮連接形成環(huán)狀構(gòu)造的環(huán)狀1,2-二酮的有機(jī)充電電池(a)。支持30C的高速充放電(b)。
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