探寻“锂离子充电电池之后的新电池”

新结构锂-空气电池的长时间连续放电曲线放电容量约为5万mAh/g，是比原来的锂-空气电池高一位数。 这种技术还可考虑与单纯的充电电池不同的使用方法。如果不对电池进行充电，而是通过底座更换正极的水性电解液，以卡盒等方式补给负极的金属锂，汽车便可无需充电等待时间，立即行驶（图10）。通过回收用过的水性电解液，以电气方式约克空调重新生成金属锂，还可实现锂的反复使用。可以说是以金属锂为燃料的新型燃料电池。

　楼宇自动化 [简介] 与现有锂离子充电电池相比，重量能量密度提高约7倍，成本降至1/40。这是日本经济产业省提出的电动汽车（EV）用电池的性能目标。这是在日本经济产业省2006年8月的研究会上发表的《对新一代汽车电池的建议》报告中提出的2030年目标值。报告发表已有3年，作为电池发展的路线图，至今依然受到重视　     探寻“锂离子充电电池之后的新电池” 　　(一)：让能量密度达到“7倍” 与现有锂离子充电电池相比，重量能量密度提高约7倍，成本降至1/40。这是日本经济产业省提出的电动汽车（EV）用电池的性能目标。 这是在日本经济产业省2006年8月的研究会上发表的《对新一代汽车电池的建议》报告中提出的2030年目标值。报告发表已有3年，作为电池发展的路线图，至今依然受到重视。 “7倍”的能量密度的确很有必要。从2009年推出的EV来看，在持续行驶距离上，三菱汽车的“i MiEV”为160km，富士重工业的“斯巴鲁插电式STELLA”为80km。按照“在城市内使用”的预期，在EV刚刚开始导入的2009年，这样的性能还算说得过去。但今后要想整体取代汽油车的话，这样的性能明显实力不足。 能量密度提高至目前“7倍”的电池，至少不会是现在的锂离子充电电池。只要使用的是LiC6（嵌锂石墨）负极、LiCoO2（钴酸锂）或LiMn2O4（锰酸锂）正极，以及电解质（有机溶媒）这样的“三角组合”，无论怎么改进，都摆脱不了材料本身的束缚。上述三类材料均存在理论上的极限，所以性能无望获得飞跃性提高。 为了突破这一障碍，开发超越锂离子充电电池极限的电池的有关研究正在推进之中。目的是打破三角组合中的一角，使性能大幅提高。具体的做法包括使用离子液体的锂离子充电电池、全固体型锂离子充电电池，以及锂-空气电池等。 目前，开发上述电池的有日本大阪府立大学、关西大学、产业技术综合研究所、电力中央研究所等研究机构。企业还不是主角。 不过，有众多汽车厂商向这些研究机构发出了合作意向。其中，丰田汽车宣布，已经着手与大阪府立大学展开共同研究。 在目前的锂离子充电电池中，种种问题的根源均来自电解质使用的有机溶媒。有机溶媒容易着火或泄漏。虽然锂本身着火的话也很危险，但有机溶媒有可能引发大事故。 另外，只要有溶媒存在，就会“稀释”电解质。而进行工作的是离子，因此多余的溶媒会给工作造成障碍，从而拖累性能指标，使能量密度难以达到“7倍”。 (二)：用离子液体让电池工作 要弃用有机溶媒，第一途径就是将电解质改为离子液体。关西大学化学生命工学部化学及物质工学系教授石川正司展开了将离子液体应用于锂离子充电电池建筑节能技术的研究，宣布要对电解质等各项要素逐一进行分析，为此已联手第一工业制药、Elec Cell等公司，验证包括正极在内的各关键要素，确认电池工作性能（图1）。可以说，在使用离子液体的电池方面，这是首例有关工作验证的发表。