近日，大型綜合電器制造商日立制作所(總部·東京都千代田區(qū))與東北大學原子分子材料科學高等研究機構教授折茂慎一的研究團隊，成功開發(fā)出高耐熱全固體鋰離子二次電池(蓄電池)的基礎技術。試制品的小容量電池在150度的高溫環(huán)境下，釋放出其理論容量90%的電能。
根據(jù)這一研究成果，發(fā)動機室內(nèi)的車用電源及用于大型工業(yè)機械馬達的電源等，制造在高溫環(huán)境下的使用的電池將成為可能。此外，由于鋰離子二次電池在高溫環(huán)境下使用時不需要冷卻裝備，電池系統(tǒng)的小型化及低成本前景令人期待。
普通的鋰離子二次電池的正負極由分離裝置分隔，鋰離子通過電池內(nèi)的有機電解液往返于正負電極之間從而進行充電和放電。但由于有機電解液的主要成分是揮發(fā)性有機溶劑，電池的耐熱溫度僅在60度左右。
為解決這一問題，實現(xiàn)電池在高溫環(huán)境下的使用，研究團隊開始開發(fā)不具揮發(fā)性的固體電解質(zhì)材料，發(fā)現(xiàn)鋰離子與硼氫化物(BH?)結合而成的氫化物作為固體電解質(zhì)，在室溫至150度的范圍內(nèi)都可以確保鋰離子傳導。但是正極材料與這種電解質(zhì)接觸時會發(fā)生分解反應使電阻增大，導致放電量幾乎為零。
在這一基礎上，研究團隊開發(fā)出可以抑制正極材料分解的的“氧化物固體材料(Li-B-Ti-O)”，將它與正極材料制成細密的復合正極層。團隊進而開發(fā)出添加了低熔點酰胺的氫化物電解質(zhì)，將它置于固體電解質(zhì)與復合正極層之間。
由此，電池的內(nèi)部電阻降低到原來的百分之一，放電容量也提升到理論容量的90%。研究團隊表示，電池充電及放電極為穩(wěn)定，今后將擴大電池容量、縮短充放電時間，進一步提高電池性能。
