日本研究人员开发出全固态空气蓄电池 可以反复充电和放电

5 月 25 日消息，据日本经济新闻及新华社报道，日本山梨大学和早稻田大学的研究团队近日合作开发出了一种新型的全固态空气蓄电池，该电池将可逆地掺入氢离子(质子)的有机化合物和质子导电聚合物薄膜与与氧化还原反应的有机化合物相结合，可以反复充电和放电。这一研究成果于 16 日发表在德国化学学会学术期刊《应用化学国际版》中。

目前常见的空气电池一般是由空气中的氧(正极活性材料)、金属(负极活性材料)和离子导电电解质组成，但在许多情况下，使用液体电解质可能存在液体泄漏、蒸发和着火等安全问题。因此研究人员致力于开发一种全固态空气二次电池，该电池结合了具有氧化还原活性的感官化合物(二羟基苯醌及其聚合物)，同时将质子作为负极活性材料，质子导电聚合物薄膜(nafion)作为电解质，以及含有铂催化剂作为正极的气体扩散电极(活性材料是氧)。

在开发的电池中，研究人员设计并构建了一种负极结构，令电子导电材料(碳粉)和质子导电聚合物混合在一起，以促进负极活性材料二羟基苯醌的氧化还原反应，并在与电解质膜的界面处平滑地促进质子转移。与使用 2,5-二羟基-1,4-苯醌作为电池负极相比，用该化合物的聚合物作为负极可显著提升电池的放电容量。在 15C 的放电倍率下，使用 2,5-二羟基-1,4-苯醌的聚合物作为负极的全固态空气蓄电池的充放电循环次数可达 30 次。

IT之家注意到，该研究小组表示，新开发的全固态空气二次电池“不会因水或氧气而使电极变质，并且“安全性优异，有望用作手机等小型电子设备的电能来源“，研究小组并宣称将在未来进一步进行研究实际使用能力，或许能在未来的设备中看到这种电池的身影。