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富士重工发布使用氧化钒的新锂离子电池 |
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| http://cn.newmaker.com
10/31/2006 10:11:00 PM
佳工机电网
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富士重工业在2006年10月22～28日举办的电动车研讨会“EVS-22”上，参考展示了正极材料采用V2O5（五氧化钒）的锂离子充电电池试制品。其最大的特点是单位质量的能量密度高。所展示的试制品的能量密度达到了200Wh/kg，“以目前的开发进度，很快能实现300Wh/kg”（富士重工业斯巴鲁技术研究所生产总经理澁谷秀树）。
富士重工业已开始向东京电力供应使用新电池的电动汽车试制车型“R1e”，以探索电动汽车市售的可行性，并打算今后把目前平均充1次电仅能跑80km的行驶距离提高到3倍于以前的300km左右。
普通锂离子充电电池的正极材料，目前以钴（Co）类以及锰（Mn）类金属为主。这是因为Co和Mn能够制造成LiCoO2（钴酸锂）以及LiMn2O4（锰酸锂）等含锂的化合物。与此不同，V2O5作为正极材料的候选，此前一直在大学等众多研究机构中进行基础研究，始终未能与锂合成化合物，因而无法将其制成高性能电池。
收购搀杂（Dope）技术是为了锂离子充电电池
富士重工业此次之所以能够开发出使用V2O5的电池，原因在于应用了在负极搀杂锂离子的技术。富士重工业表示，该技术可将电容器的能量密度提高到以前产品的4倍，并已开始向电容器厂商等提供技术（参阅本站报道）。该技术原本是由钟纺开发出来的，但后来于2005年3月将业务转让给了富士重工业。富士重工业透露，“我们断定锂离子搀杂技术是提高锂离子充电电池性能所必不可少的，所以决定收购”（澁谷）。
该技术的原理是，在制作电池时将锂金属箔与负极重合并使其短路，由于锂金属与负极的碳原子存在电位差，因此锂金属发生电解，锂离子便被搀杂到负极上。如果应用这项技术，由于负极一侧存在大量的锂离子，因此即使正极侧不像V2O5那样也含有锂，搀杂在负极上的锂离子也能规则地移动，从而发挥电池的作用。
此外，正极上出现的结构破坏现象从而使电池劣化的问题，也会因为搀杂有大量锂而得到解决。在锂离子充电电池的负极与电解液的界面上，锂离子发生反应而形成钝化膜。由于该钝化膜在反复充放电的过程中反复地剥脱和生成，因此如果是以前的锂离子充电电池的话，其电解液中的锂离子便逐渐减少，最终开始使用正极中所含的锂，结果导致正极的结构破坏。除此之外没有公布更多详情，但在安全性方面，新产品也比以前的锂离子充电电池有了大幅提高。
富士重工业表示，今后将充分利用这种锂搀杂技术，即使无法制成锂化合物，也仍将继续探索可能有助于提高容量的正极材料。另外，关于使用V2O5的电池的详情，计划在2006年11月20～22日举办的“第47届电池讨论会”上介绍。
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