東京大學(xué)工程學(xué)院的研究人員近日宣布，他們與日本觸媒公司合作，開(kāi)發(fā)出了一種新型的鋰離子電池，其能量密度有望達(dá)到現(xiàn)有鋰離子電池的7倍。并且，這種電池在幾乎所有重要方面都進(jìn)行了提升：更高的容量，更高的安全性，更低的成本。今后，這種電池如果能夠達(dá)到實(shí)用化，將成為大容量和低價(jià)格的革新性電池，使電動(dòng)汽車(chē)的行駛距離出現(xiàn)飛躍性增長(zhǎng)。

鋰離子電池正極材料主要使用的是鈷酸鋰，負(fù)極材料則為石墨，由于鈷是稀有金屬，所以?xún)r(jià)格比較昂貴。東京大學(xué)教授水野哲孝率領(lǐng)的研究小組發(fā)現(xiàn)，在氧化鋰和過(guò)氧化鋰之間存在著交換氧的電子的氧化還原反應(yīng)，如果正極反應(yīng)利用氧化鋰與過(guò)氧化鋰之間的氧化還原反應(yīng)，而負(fù)極反應(yīng)使用金屬鋰的氧化還原反應(yīng)，在同等質(zhì)量的兩電極活性材料下，理論上新型電池的充電量將是現(xiàn)有鋰離子電池的7倍左右。研究團(tuán)隊(duì)在電池的正極上使用了一種新型材料，該材料是通過(guò)在氧化鋰晶體結(jié)構(gòu)中添加鈷元素所形成。這可以促進(jìn)氧化還原反應(yīng)，而過(guò)氧化物和電能也會(huì)在這個(gè)過(guò)程當(dāng)中被產(chǎn)生和形成。

研究人員聲稱(chēng)，這種電池的比能量可以達(dá)到2570瓦時(shí)/千克，比鋰空氣電池的理論比能量（3460瓦時(shí)/千克，也是目前鋰電池研發(fā)當(dāng)中的最高水平）略小一些，但作為一種密封設(shè)計(jì)，這種電池在穩(wěn)定性（也就是安全性）上要高于鋰空氣電池。測(cè)試還顯示，這種電池可以在大電流下進(jìn)行重復(fù)的充放電，這也讓提升充電速度成為可能。

研發(fā)團(tuán)隊(duì)表示，這種電池在充放電循環(huán)當(dāng)中不會(huì)產(chǎn)生任何不必要的副產(chǎn)品——沒(méi)有過(guò)量的氧氣或二氧化碳會(huì)在反應(yīng)中產(chǎn)生。

雖然研發(fā)團(tuán)隊(duì)聲稱(chēng)自己的技術(shù)沒(méi)有明顯的缺陷，但這樣的概念在被實(shí)際應(yīng)用于產(chǎn)品之前還需要進(jìn)行更加全面的測(cè)試。研究小組準(zhǔn)備與企業(yè)繼續(xù)共同開(kāi)發(fā)，弄清電極中過(guò)氧化物的狀態(tài)以及鈷的作用，進(jìn)一步改良電極活性材料，從而達(dá)到理論容量，在2030年左右達(dá)到實(shí)用化。報(bào)道這一研究成果的論文已經(jīng)刊登在英國(guó)《科學(xué)報(bào)告》雜志網(wǎng)絡(luò)版上。