日本研制出新型锂电池 能量密度有望提升6倍

东京大学工程学院的研究人员近日宣布，他们与日本触媒公司合作，开发出了一种新型的锂离子电池，其能量密度有望达到现有锂离子电池的7倍。并且，这种电池在几乎所有重要方面都进行了提升：更高的容量，更高的安全性，更低的成本。今后，这种电池如果能够达到实用化，将成为大容量和低价格的革新性电池，使电动汽车的行驶距离出现飞跃性增长。

锂离子电池正极材料主要使用的是钴酸锂，负极材料则为石墨，由于钴是稀有金属，所以价格比较昂贵。东京大学教授水野哲孝率领的研究小组发现，在氧化锂和过氧化锂之间存在着交换氧的电子的氧化还原反应，如果正极反应利用氧化锂与过氧化锂之间的氧化还原反应，而负极反应使用金属锂的氧化还原反应，在同等质量的两电极活性材料下，理论上新型电池的充电量将是现有锂离子电池的7倍左右。研究团队在电池的正极上使用了一种新型材料，该材料是通过在氧化锂晶体结构中添加钴元素所形成。这可以促进氧化还原反应，而过氧化物和电能也会在这个过程当中被产生和形成。

研究人员声称，这种电池的比能量可以达到2570瓦时/千克，比锂空气电池的理论比能量（3460瓦时/千克，也是目前锂电池研发当中的最高水平）略小一些，但作为一种密封设计，这种电池在稳定性（也就是安全性）上要高于锂空气电池。测试还显示，这种电池可以在大电流下进行重复的充放电，这也让提升充电速度成为可能。

研发团队表示，这种电池在充放电循环当中不会产生任何不必要的副产品——没有过量的氧气或二氧化碳会在反应中产生。

虽然研发团队声称自己的技术没有明显的缺陷，但这样的概念在被实际应用于产品之前还需要进行更加全面的测试。研究小组准备与企业继续共同开发，弄清电极中过氧化物的状态以及钴的作用，进一步改良电极活性材料，从而达到理论容量，在2030年左右达到实用化。报道这一研究成果的论文已经刊登在英国《科学报告》杂志网络版上。