中國粉體網訊 日本東北大學與美國加州大學洛杉磯分校(UCLA)開發了一項動作電壓為4V，高于既有鋰離子電池，且不含稀有金屬的有機鋰離子電池。研究團隊采用了低分子量有機化合物–克酮酸(Croconic Acid)做為正極材料，進而實現了高電壓動作。除了鋰離子電池以外，此項技術亦可應用于全固態電池或鎂電池，可望促進不使用稀有金屬的低價格、輕量且高能量密度之蓄電池的開發。
碳以五角形結合的克酮酸具有5個能進行氧化還原反應的碳-氧鍵(Carbon–oxygen Bond)。此外，若每個分子最多可以儲存4個電子且利用于氧化還原反應的話，理論容量可望達到鈷類正極材料的4倍以上，但目前五個碳-氧鍵中僅有2個可利用，動作電壓也在2V以下。
然而研究團隊通過第一原理計算方法，發現與過去使用的鍵不同的另外兩個碳-氧鍵顯示出超過4V的氧化還原電位。基于電解液等的設計調整，研究團隊成功地利用了這2個碳-氧鍵的反應。實際以克酮酸做為正極制作了鋰離子電池，并確認了以4V的反復放電。但另一方面，高理論容量未能獲得利用，今后研究團隊將通過分子設計等研究評估，以期同時實現高容量與高電壓的目標。
（中國粉體網編輯整理/青黎）
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