日本东北大学的折茂慎一教授等人与瑞士洛桑联邦理工学院等共同开发出了一种用于“钙离子电池”的电解液。这种电池所用材料资源丰富，制造成本低廉。新开发的电解液不含氟，不会形成妨碍充放电的物质，因此可以延长电池寿命。研究团队已经确认试制的电池能稳定工作。研究团队计划2030年开发出性能与目前锂离子电池相当的钙离子电池。
此次开发成功的新型电解质材料（图片由东北大学折茂教授提供）
利用新电解质材料试制的钙离子电池，可以稳定充放电（图片由东北大学折茂教授提供）
钙离子电池是负极使用钙金属的蓄电池。相比使用主要存在于南美等地的锂为材料制造的锂离子电池，利用与铝、铁等同样在地球大量存在的钙元素为材料制造电池，有望进一步降低制造成本。
利用钙还可以制作大容量电池。放置式钙离子电池等也有望替换锂离子电池。
此次，研究团队开发出了含有氢、硼和碳的电解质材料，并将其溶解到特别合成的有机溶剂中成为电解液进行了实验。经观察确认，充放电时电极附近的钙的反应很稳定。
此外，该研究团队还试制了负极使用钙金属，正极使用硫的钙离子电池，确认到可以在室温下稳定充放电。
钙离子电池的研究主要是利用最近开发出来的一种比较有潜力的含氟电解质材料进行的。这种电解质材料与钙离子的结合比较弱，因此在电极附近容易释放钙离子。钙溶出，或者溶出的离子变回钙金属的反应等都可以顺利进行。
但是这种钙离子电池还存在一个涉及氟的问题。那就是充放电时氟会与钙离子发生反应，产生无法通过正负极之间的分离膜的副产物氟化钙。这样一来，能在正负极之间自由移动的钙离子会逐渐减少，电池寿命就容易缩短。
折茂教授认为，“随着此次解决了电解质材料方面的课题，今后使用各种电极材料的钙离子电池的研究将会扩大”。
新的电解液还存在其他课题——目前负极附近会产生晶体呈柱状延伸的“枝晶” （树状突起），容易导致性能劣化，需要利用添加剂等加以改善。另外，日本国内还没有能合成这种电解质材料的企业，需要从海外进口。折茂教授说：“期待日本企业能涉足该领域。”
日文：三隅勇气、《日经产业新闻》，2021/04/26
中文：JST客观日本编辑部
