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　　日前，日本PowerJapanPlus公司開發(fā)出陽極和陰極都是碳材料的雙碳性電池（Dual-carbon）技術(shù)，稱該項技術(shù)生產(chǎn)的電池與鋰離子電池相比，在同等能量密度條件下，安全性更高，壽命更長，充電速率更快。該雙碳性電池被稱為瑞登雙碳性電池（Rydendualcarbonbattery）。

　　PowerJapanPlus公司雙碳性電池電池容量與充放電次數(shù)的關(guān)系圖

　　雙碳性電池（Dual-carbon）也被稱之為雙石墨電池（dual-graphite）。其在1989年的McCullough和其同事的一篇專利文章中首次提到，之后分別于1994年由Carlin等人以及于2000年由Seel和Dahn等人進行了深入的研究。該雙碳性電池的基本工作原理就是電解質(zhì)中的鋰離子不斷析出在陽極和陰極上，而相應(yīng)電解質(zhì)中的陰離子也不斷被吸附到陰極和陽極上。在該雙碳性電池放電過程中，陰離子和鋰離子同時溶解到電解質(zhì)中。在Rothermel等人對該雙碳性電池技術(shù)挑戰(zhàn)和機遇的2013年回顧中提到，雙碳性電池中的電解質(zhì)不僅可以作為電荷載體而且還可以充當活性物質(zhì)。

　　PowerJapanPlus公司此次推出的雙碳性電池技術(shù)是在日本九州大學(xué)（KyushuUniversity）TatsumiIshihara教授的研究成果上進行的。PowerJapanPlus公司表示其將與TatsumiIshihara教授以及九州大學(xué)繼續(xù)進行雙碳性電池技術(shù)的合作研發(fā)。

　　在2013年，TatsumiIshihara教授與其同事針對該雙碳性電池技術(shù)合作申請了一項專利，專利中通過利用LiPF6電解質(zhì)鹽詳細介紹了雙碳性電池的充電放電過程。其中具體反應(yīng)過程如下：

　　正極反應(yīng)：PF6− nC ⇄ Cn(PF6)e−

　　負極反應(yīng)：LinCe− ⇄ LiCn

　　其中→代表充電過程；←代表放電過程

　　PowerJapanPlus公司雙碳性電池充放電過程原理圖

　　該雙碳性電池放電容量與正極陰離子存儲容量、正極可釋放的陰離子容量、負極陽離子存儲容量、負極可釋放的陽離子容量以及電解質(zhì)中陰離子和陽離子容量有關(guān)。

　　為提高該雙碳性電池的放電容量，不僅需要提高陽性活性電極材料的容量和陽性活性電極材料的容量，而且還需要提高如鋰鹽一類的非水溶性電解質(zhì)的容量。由于在雙碳性電池充放電的循環(huán)過程中，其電解質(zhì)離子濃度始終在變化，因此，雙碳性電池的電解質(zhì)必須保證具有足夠的電解質(zhì)鹽以保證電解質(zhì)的導(dǎo)電性能，同時，雙碳性電池的電解質(zhì)還必須保證具有足夠的電解質(zhì)溶劑以確保電解質(zhì)鹽能夠在電池充放電過程中始終充分溶解。

　　在TatsumiIshihara教授與其同事的雙碳性電池技術(shù)專利中，TatsumiIshihara教授指出雙碳性電池在充放電過程中，其內(nèi)部可能會發(fā)生鋰鹽沉淀析出現(xiàn)象。由于鋰鹽沉淀析出后屬于絕緣體，如果鋰鹽沉淀析出至電極上，那么將導(dǎo)致發(fā)生電池能量密度降低等問題。

　　TatsumiIshihara教授與其科研團隊表示，他們針對鋰鹽在電極上沉淀析出問題已經(jīng)找到了解決的方法，通過該解決方法不僅可以提高雙碳性電池的放電容量，而且還可以提升電池重量能量密度。

　　PowerJapanPlus公司表示，其雙碳性電池單體電池雖然和鋰離子材料的電池能量密度相當，但其充放電次數(shù)比前者多20次，其充放電次數(shù)也達到了3000次。而且，其生產(chǎn)工藝非常簡單可以直接由現(xiàn)在的生產(chǎn)設(shè)備進行生產(chǎn)，而無需對目前的生產(chǎn)線進行更改。

　　PowerJapanPlus公司還表示，由于雙碳性電池充電速率得到了大幅提升，所以該雙碳性電池將很有可能應(yīng)用到長途型電動汽車上，另外其再生制動效率也將更加高效。因為該雙碳性電池可以進行100%放電，所以這進一步延長了電池可用充放電循環(huán)的壽命。

　　PowerJapanPlus公司表示將于今年下半年開始參照目前18650瑞登（Ryden）電池的生產(chǎn)模式進行雙碳性電池的生產(chǎn)，其生產(chǎn)基地將采用其沖繩（Okinawa）工廠。至此，PowerJapanPlus公司雙碳性電池應(yīng)用范圍還將延伸至醫(yī)療設(shè)備和衛(wèi)星研發(fā)的儲能領(lǐng)域。另外，為了進一步滿足汽車行業(yè)內(nèi)儲能應(yīng)用，PowerJapanPlus公司表示將開設(shè)特許經(jīng)營模式，其可以為現(xiàn)有的電池制造廠商提供關(guān)于生產(chǎn)制造瑞登（Ryden）雙碳性電池方面的技術(shù)支持和專業(yè)知識。

　　美國陸軍研究實驗室推出的雙碳性電池工作原理圖

　　另外，美國陸軍研究實驗室于近日在英國皇家化學(xué)學(xué)會（RSC）能源與環(huán)境科學(xué)（Energy&EnvironmentalScience）期刊上發(fā)表了一篇關(guān)于雙碳性電池的技術(shù)文章。文章介紹研究人員采用了一種可逆的雙碳性電池夾層化學(xué)結(jié)構(gòu)，該化學(xué)結(jié)構(gòu)能夠利用自身結(jié)構(gòu)特點同時吸附鋰離子和PF6?，另外，該雙碳性電池還采用了含氟溶劑的高壓電解質(zhì)，其工作電壓可以達到5.2伏。該雙碳性電池不僅能夠保證足夠的能量容量，而且還具有成本低、安全性高、更加環(huán)保等特點。因此，該美國陸軍研究實驗室研究小組一致認為其雙碳性電池是解決高效儲能問題的有效解決方案。