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第一個鐵離子電池研發(fā)成功或可避免無人機(jī)鋰離子電池鼓包現(xiàn)象？

2019-08-22 10:48 性質(zhì)：轉(zhuǎn)載作者：Sensv 來源：Sensv

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鋰離子電池是目前最常見的電池之一，凡是智能手機(jī)、筆電與電動車，都可以看到它的身影，但鋰在地殼含量著實(shí)不多，若是能換個常見的金屬就好了...

鋰離子電池是目前最常見的電池之一，凡是智能手機(jī)、筆電與電動車，都可以看到它的身影，但鋰在地殼含量著實(shí)不多，若是能換個常見的金屬就好了。最近印度科學(xué)家就研發(fā)出鐵離子蓄電池，聲稱比鋰電池更穩(wěn)定、更便宜，競爭力可期。

曾聽過鋰離子電池、鈉離子電池、鎂離子電池，但鐵離子電池可謂前所未見。印度理工學(xué)院（IIT）馬德拉斯分校物理系教授 Ramaprabhu Sundara 表示，鐵的物理、化學(xué)性質(zhì)都不錯，鐵離子氧化還原電位（Redox potential）比鋰離子高，亞鐵離子（Fe）半徑也比鋰的離子半徑還要小，過去科學(xué)家都略過這些優(yōu)點(diǎn)。

看好鐵的可能性，團(tuán)隊(duì)開始研制鐵離子電池，他們把低碳鋼當(dāng)作陽極，陰極用五氧化二釩來制造，電解質(zhì)則是采用高氯酸鐵，其中陽極采用低碳鋼的原因在于，若是用純鐵（pure iron），鐵離子難以在陽極穿梭，但在低碳鋼加入少量碳后，就能解決這個問題。

團(tuán)隊(duì)指出，五氧化二釩常用于多價(jià)離子電池，間距較大，鐵離子容易在其中穿梭，而測試多種或常規(guī)或特殊電解質(zhì)后，團(tuán)隊(duì)也發(fā)現(xiàn)醚基高氯酸鐵溶液電解質(zhì)的效能最好。

團(tuán)隊(duì)認(rèn)為，以低碳鋼制造鐵離子電池，能提高成本效益、穩(wěn)定性及儲電容量，可儲存較高電量等優(yōu)勢。除此之外，與鋰電池不同，鐵并不會生成晶枝，能有效防止電池在充放電時(shí)短路，因此能大幅提高鐵離子電池的安全性。

根據(jù)研究測試，目前鐵離子電池只能進(jìn)行 150 次充放電循環(huán)，50 次循環(huán)后維持 54% 電量；重量能量密度為每公斤 220Wh，鋰離子電池則是每公斤 350Wh，大約是鋰電池 55%~60%，顯然在壽命跟儲電容量方面，還需要進(jìn)一步最佳化。

不過鐵離子電池仍是具潛力的技術(shù)，畢竟鋰離子電池并非完美無缺，不管是鋰礦開采、電池穩(wěn)定性都備受爭議。

雖然鋰礦開采相對便宜，但通常都是透過抽取鹽水并加以蒸發(fā)處理的方式來取得鋰礦，開采鋰礦需要大量水，每噸鋰得使用 500,000 加侖水，且鋰礦的有毒化學(xué)品若不小心泄漏，也會對生態(tài)系統(tǒng)造成嚴(yán)重破壞。

因此團(tuán)隊(duì)認(rèn)為，鐵是個不錯的替代方案，并不斷研究并冀望能商業(yè)化。研究已發(fā)表在《Chemical Communications》。

IIT Madras Becomes The First To Discover Iron Ion Batteries

Could Iron Replace Lithium in Batteries?

IIT Madras registers initial success with iron ion battery

Rechargeable Iron Ion Battery

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