日本研發鉀離子電池:充電速度可快10倍

據日前報道，日本東京理科大學駒場慎一教授等人在新一代鉀離子電池技術的研發中找到了沖破口。研究人員使用石墨電極在不降低性能的情況下成功實現了多次充放電。使用該技術的新型電池有望比鋰電池的充放電速度提高10倍，并且可對應高強度電流，輸出更大電力。可使用于對瞬時提速要求較高的電動跑車。

駒場教授等人將石墨作為電池的負極，進行了100多次的充放電實驗，確認電池的性能沒有下降。電池容量為每克244毫安時，研究人員在利用樹脂加固石墨以及提高鉀離子電解液的純度等試驗中取得了成功。與鋰電池只使用銅電極不同，試驗中使用了固定在鋁膜上的石墨電極，有利于降低成本。

此外，使用鉀離子的時候，電壓能降到-0.09伏特，而鋰離子等傳統電池的電壓無法降到負值。截至目前，要提高電池容量惟有提高正極電壓一種辦法。而鉀離子電池有望通過降低負極電壓使整體電壓超過鋰離子等電池。

鉀、鋰、鈉都是堿性金屬元素。和鋰相比，鉀離子在電解液中的移動更加活潑，更適合在短時間內的充電及一次性釋放大量電流，輸出高功率。目前，電動車存在充電時間過長的問題，倘若可以在短時間內能夠完成充電的話，將提高電動車的便利性。

此外，鉀離子電池的構造與鋰電池基本相同，可以在相同的加工線上加工。據悉，鉀離子電池的溶解溫度為攝氏64度，相較鋰電池，自身起火的危險性也較低。

由于鉀的原子編號大于鋰和鈉，用于制造同等容量的電池的話，鉀離子電池較重。并且離子體積變大，導致可用于正極的材料非常有限，這也成為鉀離子電池特有的問題之一。在全世界范圍，目前尚未研發出具備充足性能的正極。而關于實現鉀離子電池而言，僅有負極是不夠的，正極的研發也不可或缺。

對此，駒場教授表示：正極的研發也在不斷取得進展，我認為明年內就能成功研發出鉀離子電池。

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