盖世汽车讯 据外媒报道，日本自然科学研究机构（National Institutes of Natural Sciences）研究团队基于一种全新概念，成功设计出一种用于氟离子穿梭电池（fluoride shuttle batteries）的新型电解液。相关研究成果发表于期刊《ACS Applied Energy Materials》。
随着全球对高能量密度、低成本储能技术需求的快速增长，寻找可替代传统锂离子电池的新体系正不断加速。氟离子穿梭电池因其极高的理论能量密度，以及可使用地壳中丰富且廉价材料制造的优势，被视为极具潜力的下一代候选技术。其核心特点在于工作机制：通过氟离子在正负极之间往返穿梭，实现能量的存储与释放。
然而，这种电池体系面临的一个关键问题是，“氟化反应”（fluorination reaction）比相反方向的“去氟化反应”（defluorination reaction）更难触发。在氟化过程中，常常伴随着不必要的副反应和不可逆过程，导致电池性能衰减。因此，如何使这一反应平稳进行，以及需要何种电解液设计来实现这一目标，成为该领域的核心挑战。
使用四氟硼酸钾的氟离子穿梭电池电解液；图片来源：研究团队成员Taketoshi Minato
氟化反应的瓶颈
为了促进氟化反应，一种常见思路是提高电解液中氟离子的浓度。然而，稳定的无机氟盐通常在有机溶剂中的溶解性较差，因此很难达到足够高的浓度。研究人员曾尝试加入特定有机分子来与氟离子结合，以提高其溶解度。
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