文|港股解碼 遙遠

作為新能源汽車的“心臟”，當下市場上的動力電池還未能緩解車主們的續(xù)航和充電焦慮，人類新能源轉型的路還很漫長。

為了提升動力電池能量和性能，不少公司不斷推陳出新，如刀片電池、高鎳三元電池等逐漸出現(xiàn)在人們視野中，但沒有一家廠商敢打包票能讓電動車續(xù)航超過1000公里。

科技總是要走在現(xiàn)實面前，為開發(fā)出能量極高的動力電池，研發(fā)者們從未停歇腳步。

近日，《科創(chuàng)板日報》援引日經新聞網報道，日本正積極研發(fā)氟離子電池，豐田等汽車廠商已啟動研發(fā)。據了解，該電池的能量密度可達到鋰電池的6-7倍，且不使用稀有金屬，易于避免資源采購風險。

不過，氟離子電池尚未找到電極材料和電解質的最佳組合，充放電的可重復次數(shù)和電動勢等性能也落后于鋰電池。

氟離子電池，未來的終極電池？

在技術的進步下，國內動力電池技術路線呈現(xiàn)百花齊放的格局，不少更具性價比和前瞻性的技術不斷出現(xiàn)，如鈉離子電池、半固態(tài)電池，以及更具顛覆性的固態(tài)電池等。

除了目前市場的主流為鋰離子電池(又分磷酸鐵鋰、三元鋰、鈷酸鋰、鎳酸鋰、鈦酸鋰、錳酸鋰)外，還有氫燃料電池等，而不少企業(yè)也在積極研發(fā)能量更高的全固態(tài)鋰電池。

鋰離子電池或許只是人類能量利用史上的“過客”，其能量密度目前幾乎已達上限，提升困難，且鋰離子電池還面臨鋰元素原料供應緊缺、電池易燃等諸多方面的挑戰(zhàn)。

每種電池都有各有優(yōu)缺點，且每種電池都存在新技術的瓶頸。哪條動力電池技術路線符合社會要求和市場需求，且能減少對稀有原材料的依賴，它便是最合適的。

若能解決電極材料和電解質的最佳組合以及其他性能的問題，氟離子電池將有望碾壓當前市面上的所有動力電池。

氟離子電池，即利用負一價氟離子作為穿梭于正負極之間的載流子的二次電池器件，是一種同鋰離子電池具有相似工作原理的“搖椅電池”。

以下是氟離子電池的優(yōu)勢：

能量：由于氟的原子質量低，基于該元素的可充電電池的能量密度非常高。根據文獻報道，氟離子電池的理論能量密度可以高達5000WhL?1，大約是目前鋰離子電池能量密度的8倍；

材料：制造它的氟原料在地殼中儲量豐富(氟元素的地殼豐度是鋰元素的50倍左右)，因此并不稀奇，對環(huán)境的影響非常??；

安全性：氟是電負性最強的元素，導致氟離子很難形成相應的單質，因此安全性超過目前使用有機液體電解質的商業(yè)化鋰離子電池。

當然，氟離子電池面臨的技術難題亦不少。

氟離子電池固態(tài)電解質離子電導率大多偏低，所以只能在高溫下(150攝氏度以上的高溫)工作。因此，既要在室溫下進行穩(wěn)定的長循環(huán)，又要使用安全的固態(tài)電解質，就如“魚和熊掌”一樣難以兼得，這也嚴重地降低了氟離子電池實際應用的可能性。

各動力廠商均在尋找“黑科技”

實際上，氟離子電池的構型早在20世紀70年代就被提出了，但一直沒開發(fā)出實際的樣品器件。

2011年，由德國卡爾斯魯厄理工學院(KIT)的科學家率先開發(fā)出利用氟化鋇鑭(La0.9Ba0.1F2.9)作為電解質的全固態(tài)氟離子電池，但一直都沒有得到實質性進展。

此后，豐田、本田、美國NASA、日本京都大學和中國科學技術大學等企業(yè)和機構都在積極展開相關研究。其中，中國科學技術大學去年首次實現(xiàn)室溫下全固態(tài)氟離子電池的長循環(huán)，在25°C持續(xù)充放電4581小時。

湘潭大學研究生院院長、英國皇家化學會會士王先友去年表示，“氟離子電池就是一個真正意義上的顛覆性技術，關于氟離子電池的性能提升，我們初步的工作顯示氟離子電池是很有前景的新一代電池體系?！彼€稱：如果我們有更多的專家參與研究，有更多的企業(yè)共同合作，我們的氟離子電池一定會像鋰電池一樣有個大的發(fā)展前景。

國內不少動力電池廠商亦在積極尋找電池“黑科技”，不過鑒于研發(fā)氟離子電池技術難度大、周期長，目前沒有一家動力電池廠商披露相關研發(fā)消息。

去年12月，在回復投資者關于公司的電池側重哪類技術工藝開發(fā)時，寧德時代(300750.SZ)表示：對于無鈷電池、全固態(tài)電池、無稀有金屬電池等下一代電池和行業(yè)內的新興技術，公司始終保持高度關注并開展技術布局。

寧德時代董事長曾毓群今年6月就公開表示過，除全固態(tài)電池、半固態(tài)電池，包括大家沒有聽過的凝聚態(tài)電池，寧德時代都在搞。而近日，寧德時代表示，目前正全面推進鈉離子、M3P、凝聚態(tài)、無鈷電池、全固態(tài)、無稀有金屬電池等電池技術布局。其中，寧德時代的鈉離子電池有望在2023年實現(xiàn)產業(yè)化，這意味著寧德時代對多款新型動力電池的研發(fā)計劃已經提上日程。

欣旺達(300207.SZ)去年年底也表示，公司先進研發(fā)技術團隊及院士工作站在固態(tài)電池不同技術路線領域都有布局。

此外，國內的中科海鈉、華陽股份和多氟多(002407.SZ)都已具備了鈉電池量產能力。鈉電池在成本、低溫性能、安全性方面優(yōu)于鋰電池，未來有望能與鋰電池同臺競技。