3月15日的人民網(wǎng)報(bào)道，日本筑波大學(xué)教授研發(fā)出的新型鋰電池納米材料可以極大地提高鋰電池放電性能。
    這種稱之為“普魯士藍(lán)類似物”的鋰離子電池正極材料是由鐵、錳、碳、氮等構(gòu)成的化合物。從理論上來(lái)說(shuō)，鋰電池充放電速度的快慢就是鋰離子在正負(fù)極間嵌入和脫嵌運(yùn)動(dòng)速度的快慢。新型正極材料化合物的晶體間隔呈0.5納米的攀登架型網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，每一個(gè)間隔可以容納5個(gè)鋰離子，因此，如果鋰離子通過(guò)這個(gè)結(jié)構(gòu)進(jìn)出的話，出入口很寬，可以容納鋰離子的高速進(jìn)出而不擁擠，結(jié)果就表現(xiàn)為鋰電池的快速充放電性能。
    這個(gè)材料的發(fā)明人守友浩教授做的實(shí)驗(yàn)表明，使用該材料的最快放電時(shí)間是1.1秒，是現(xiàn)在性能最好的橄欖石型鋰離子電池正極材料放電時(shí)間的1/8，后者的最新數(shù)據(jù)是9秒。守友浩的方法是：把該化合物直徑為50納米的納米粒子做成1平方厘米的薄膜并緊貼在電池正極上，先用0.01毫安培的電流充電8分鐘，之后通過(guò)攀登架網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)放電直到放完為止，過(guò)程持續(xù)時(shí)間僅有1.1秒，而且得到85毫安培/克的放電電流。
    守友浩的方法中最主要的是所制成的化合物薄膜質(zhì)量，薄膜貼到正極上后，得到銦錫氧化物的透明電極，在這種電極的表面，通過(guò)鍍金方法能夠析出錳鐵氰絡(luò)合物；而結(jié)晶結(jié)構(gòu)（即錳鐵氰絡(luò)合物）的電子所通過(guò)的間隙比較大，可以使更多的電流通過(guò)。
另外，這種化合物的性能穩(wěn)定，因?yàn)樗皇茄趸铮暗拈蠙焓驼龢O材料則含有氧元素，隨著時(shí)間的推移氧化程度會(huì)逐步加深，最終影響到鋰電池正極的工作質(zhì)量，新的化合物就不存在這種氧化的副作用，實(shí)驗(yàn)表明，在30次的充放電后沒(méi)有發(fā)生質(zhì)量惡化的情況。
    這種材料如果要投入使用的話還需要解決兩個(gè)問(wèn)題：1、安全性，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中有明顯的發(fā)熱過(guò)程，如果用于鋰電池充電的話，這種情況估計(jì)會(huì)更嚴(yán)重一些。2、匹配性，按守友浩的說(shuō)法，“如果”進(jìn)一步開(kāi)發(fā)出最合適的負(fù)極材料，將有望實(shí)現(xiàn)手機(jī)、電動(dòng)汽車的高速、大容量充電。
    不過(guò)，教授對(duì)新型材料信心滿滿：原材料價(jià)格便宜，又能抗劣化，預(yù)計(jì)可開(kāi)發(fā)出低價(jià)格的鋰離子電池。