京都大学/丰田:“氟离子电池”:EV行驶1000公里

图1锂离子电池(插入型)的概念图

(示例)3Li + FeF3 + 3LiF + Fe(示例)2LaF3 + 3Cu + 2La + 3CuF2 4Li + a-TiS4 + Li4TiS4

图2创新型蓄电池的概念图(储油箱类型)

图3验证阴离子受体对金属氟化物电极(FeF3)循环特性的影响

图4硫电极(左)和非晶态金属硫化物电极(右)的充电/放电行为

图5氟化物全固态薄膜电池的示意图和循环特性

京都大学/丰田:“氟离子电池”:EV行驶1000公里

京都大学/丰田:

从东京到福冈只需支付一次费用。

正在开发超过1000公里的电动汽车以实现这一目标。

“氟离子电池”:

“氟离子电池”已经成为超越当前锂离子电池的有前途的候选蓄电池。

京都大学和丰田:

“氟离子电池”的原型原型。

我们设定了一个目标:“与锂离子电池相比,将电能存储性能提高7倍”。

给出答案尚为时过早,但世界各地的研究人员正在寻找解决方案。

日本经济新闻

https://r.nikkei.com/article/DGXMZO62404420X00C20A8TJM000?n_cid=NMAIL007_20200807_H&s=4

建立超越锂离子电池的创新型蓄电池的基本技术

-宣布RISING项目的结果-

-SPring-8:高能X射线衍射-

金属氟化物电极:解决问题(图3)

对于插入和解吸大量锂离子的金属氟化物电极,
由于产生的氟化锂是固体,因此电荷接受度低。”
它是

因此,允许该氟化锂溶解在电解液中的添加剂,
具体而言,添加与氟结合的阴离子受体* 2
已成功地大大改善了循环特性。

硫电极寿命短:解决问题

类似地,“常规上已经放电了与大量锂离子反应的硫电极。
存在一个问题,硫被电溶解,寿命短。”

通过“使作为与金属共价结合的非晶态金属硫化物的硫固定化”,可以进行稳定的充放电。

大型同步辐射装置SPring-8:高能X射线衍射(图4)

通过在大型同步辐射装置SPring-8 * 3上施加高能X射线衍射* 4,可以弄清反应机理。

已经发现,硫原子之间的键通过充电/放电而形成/离解。

正如对非晶态材料的反应机理分析所代表的那样,我们在阐明电池中出现的现象方面取得了长足的进步,这是过去使用同步加速器辐射和中子等先进的分析技术很难做到的。

建议的卤化物蓄电池:

我们还关注“带负电的卤离子的迁移”。

我们还通过提出“能够进行多电子转移的卤化物蓄电池”来验证其运行情况。

如果产品是太易溶于电解质的氯化物系统,
通过增加低溶解度的电解质和电解质盐的浓度来解决,
开发了“在纳米级的电极-电解质界面控制离子迁移的技术”。

实现了高利用率和长寿命:

该方法还用于抑制太溶于水的锌-空气电池中的电解质中的锌物质的溶解,并实现了空前的高利用率和长寿命。

全固态电池:无需使用溶液即可在固体之间交换离子(图5)

在氟化物的情况下,使用模型薄膜电池构建具有高离子电导率的固体氟化物电解质。

通过使用不经过溶液就可以在固体之间交换离子的全固态电池* 5,我们已经成功地活化了以前不活泼的材料,并显示出它们具有高的充电/放电容量。

这项研究:

该系统过去被认为很难使用,通过“溶解度控制的概念”来展示,以“制造出一种创新的蓄电池,其能量密度为500Wh / kg,高能量密度远远超过LIB”。

http://www.kyoto-u.ac.jp/ja/research/research_results/2015/documents/160328_1/01.pdf