丰田、京都大学开发全固态电池新技术：利用氟化物使容量达锂电池三倍

据报道，日本京都大学与丰田汽车等研究团队成功提升了“全固态氟化物离子电池”正极的体积当量容量，达到了锂离子电池的三倍以上。若这种电池投入使用，其体积能量密度预计将优于当前锂离子电池的表现，研究人员计划在 2035 年后将其应用于电动汽车。

电池的充放电过程是通过离子在正极与负极之间的移动来实现的。电极与更多离子反应、从中提取更多电子时，其容量也随之增大。在现有的锂离子电池电极中，每个原子只能提取一个电子。

京都大学等机构研发的正极材料“氮化铜”能够使氮原子与氟化物离子反应，每个氮原子能提取三个电子，因此其体积当量容量是锂离子电池的三倍，重量当量容量则为两倍。该材料具有良好的耐久性，能够支持数十次充放电。内本喜晴教授指出，使用像氮这样“阴离子”的电池反应在科学领域尚属罕见，具有很高的研究价值。

目前电池领域的研究者和生产商正在积极开发“全固态锂离子电池”有关新型电池技术，预计将在 20 年代后期进入市场。此次研究的电极材料，更适用于下一代的全固态氟化物离子电池。除了正极材料外，这种电池还需要负极和固体电解质，研究团队正着手进行相关的进一步开发。

如果成功应用该电极组装全固态氟化物离子电池，预计其体积能量密度将是锂离子电池的两倍以上，这意味着电动汽车的续航里程有望达到约 1200 公里。该技术的商用化，预计将在 2035 年以后实现。

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