美國科學家使用鐵做為電池陰極材料 比鋰離子電池更安全實惠又環保李佩璇 (2024-05-28 11:44:38)

美國奧勒岡州立大學化學研究人員，現在推出一種新方式，利用常見的鐵來製造電動車的鋰離子電池，代替鈷和聶等稀缺的貴重金屬，同時製造更安全永續，能量密度更高的電池。

編譯／Elisa

鋰離子電池中不可或缺的鎳和鈷，目前在全球極度短缺，恐怕在幾十年內就會讓目前全球電池停止生產。此外鎳與鈷在電池裡，能量密度已經達到最大，再進一步充電的話可能會因為釋放氧氣，導致電池著火。而鈷具有毒性，從垃圾掩埋場滲出的話就會污染生態系和水源。美國奧勒岡州立大學化學研究人員，現在推出一種新方式，利用常見的鐵來製造電動車的鋰離子電池，代替鈷和聶等稀缺的貴重金屬，同時製造更安全永續，能量密度更高的電池。

利用鐵做電池負極達到更高能量密度

關鍵就在科學家利用鐵來做為電池的負極，並透過特殊打造的化學環境來加強金屬反應。研究人員設計出一款氟（fluorine）和磷酸鹽負離子（phosphate anions）的混合物，能讓鐵粉、氟化鋰（lithium fluoride）和磷酸鋰（lithium phosphate）逆轉且化為鐵鹽（iron salts），就能做為電池的負極，又不需要改變現有電池的正極材料、設計或生產線。至於放電過程一樣是鋰離子透過電解質，從正極移動到鐵製負極，充電時則反過來，但鐵製負極可以讓能量密度更高。

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鐵成本低廉且含量豐富可讓電池更環保

另外鐵是地球上最常見的、也是地殼中含量第四豐富的元素，材料成本可能每公斤還不到一美元，只佔鎳和鈷所需成本的一小部分，因此鐵製負極的鋰電池成本可能更低，有望為未來製造更安全永續的電動車電池鋪路。

資料來源：Interesting Engineering

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