氟量只有 5%，新研究讓鋰金屬電池更環境友善

下代鋰離子電池有什麼優勢呢？瑞士蘇黎世聯邦理工學院（ETH Zürich）開發的鋰金屬電池，使用更少的有毒物質氟，儲電容量更高外，還有更優秀的安全性與環境友善。

常見的鋰離子電池負極採用石墨，而新鋰金屬電池則採用鋰，為下波先進高能量電池候選者，鋰金屬電池每單位體積的能量儲存是兩倍以上，這代表電動車的續航里程、智慧手機的使用時間都可再延長。

但鋰金屬電池的關鍵缺點在於，為了提高電池穩定性，液態電解質得添加大量氟化溶劑和氟化鹽，不然很快就會停止運作，氟化化合物也有助電池負極鋰周圍形成保護層，避免形成鋰晶枝後的短路、過熱和起火風險。

只是這終究不是環境友善的設計，蘇黎世聯邦理工學院電化學能源系統團隊的電池，或許能解決這個問題，大幅減少鋰金屬電池所需的氟量，讓電池更環保、更穩定且成本更低。

新設計要點在如何不影響保護層穩定性並減少氟添加量，也要找到可附著氟的正確分子，讓氟觸碰到鋰金屬可分解。

團隊新方法採用比例極低的易還原氟化陽離子，透過靜電引力在負極表面產生大量氟化陽離子，帶電的氟化分子充當將氟傳輸到保護層的載體，代表液態電解質僅需要 0.1% 氟，就可形成堅固的富氟電解質介面層（SEI），是之前研究的 5%。

團隊指出，新製程能無縫整合到現有的電池生產過程，不需要改變生產設備，不會產生額外成本。只是目前實驗室使用的電池只有硬幣大小，下步研究人員計劃測試方法可擴展性，用於智慧手機的軟包電池。

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（首圖來源：shutterstock）