新型「陰極」電池 充一次電用一周
一塊體面的電池應該對自己有所要求。如果只能在接近烤箱溫度的環境下才能「正常」使用，那這種新型電池無疑就是令人尷尬的發明。
幾十年來，作為鋰離子電池的潛在競爭對手，氟電池一直處於觀察待用的狀態。如果不是因為需要在超過150攝氏度的溫度下烘烤，那麼它可能已經處在了領跑的地位。現在，看起來電池產業即將發生變革。
「氟電池具有更高的能量密度，這意味著它們可以使用更長時間——比現有的電池長8倍。」加州理工學院的研究員羅伯特·格拉布斯說道。如果這個名字你有點耳熟，提示一下，他在2005年獲得了諾貝爾化學獎。
這意味著，在未來我們每周只需給手機充一次電，而不像現在需要天天充。或者，如果你更喜歡無人機一類的小玩意，那麼新型電池就意味著更輕的重量。
鋰電池使用帶正電的鋰「Li2 +」陽離子作為一種化學「活塞」，通過電路吸收電子。
充電時正極的Li+和電解液中的Li+向負極聚集，得到電子，被還原成Li鑲嵌在負極的碳素材料中。放電時鑲嵌在負極碳素材料中的Li失去電子，進入電解液，電解液內的Li+向正極移動。
當然，這一過程也可以逆運行：諸如氟(F-)的陰離子通過吸引正電荷也能產生電壓。
事實上，由於氟離子的電荷數量較少，它們在某些方面更為優越。
「要想得到高電量的電池，你需要轉移更多的電荷，」美國宇航局噴氣推進實驗室研究員西蒙·瓊斯說，「大量移動多電荷的金屬陽離子十分的困難，而大量轉移只帶幾個電荷的陰離子則很容易實現。」
原理類似於物流快遞：一名快遞員運送一條路線上所有的快件和多名快遞員分工遞送所有的快遞。
因此，基於陰離子的技術理論上可以製造出更好的電池。自20世紀70年代以來，氟因其足夠小的原子量，成為了受人關注的候選者。
「但氟化物也有自身的問題，特別是它具有腐蝕性和反應活性。」格拉布斯說。
這並不是說還沒有人成功製造出過功能性的氟離子電池，只是為了使用這種電池需要事先將其放到超過150攝氏度的環境里烘烤一下。
為了解決這一令人尷尬的問題，加州理工學院的研究人員把寶壓在了一種名叫雙(2,2,2-三氟乙基)醚(或簡稱BTFE)的電解質溶劑上。
BTFE允許氟化物的陰離子在室溫下正常移動於兩極之間，該團隊測試了各種添加劑配方以提高其性能。
最終得到了一種穩定的、允許高導電性、並且可以承受各種電壓下的電解質材料。
「我們的研究才剛剛起步，但它是第一款可在室溫下正常工作的可充電氟化物電池。」瓊斯說道。
好吧，看來我們還要等一段時間才能用到超長待機的電池，但現在無疑是個令人興奮的美好開局——我們等待著這項激動人心的技術進入市場。
該研究被發表在Science上。
本文譯自 sciencealert，由譯者 majer 基於創作共用協議(BY-NC)發布。
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