日本東北大學的折茂慎一教授等人與瑞士洛桑聯邦理工學院等共同開發出了一種用於「鈣離子電池」的電解液。這種電池所用材料資源豐富，製造成本低廉。新開發的電解液不含氟，不會形成妨礙充放電的物質，因此可以延長電池壽命。研究團隊已經應答試製的電池能穩定工作。研究團隊計劃2030年開發出性能與目前鋰離子電池相當的鈣離子電池。
此次開發成功的新型電解質材料（圖片由東北大學折茂教授提供）
利用新電解質材料試製的鈣離子電池，可以穩定充放電（圖片由東北大學折茂教授提供）
鈣離子電池是負極使用鈣金屬的蓄電池。相比使用主要存在於南美洲等地的鋰爲材料製造的鋰離子電池，利用與鋁、鐵等同樣在地球大量存在的鈣元素爲材料製造電池，有望進一步降低製造成本。
利用鈣還可以製作大容量電池。放置式鈣離子電池等也有望更換鋰離子電池。
此次，研究團隊開發出了含有氫、硼和碳的電解質材料，並將其溶解到特別合成的有機溶劑中成爲電解液進行了實驗。經觀察應答，充放電時電極附近的鈣的反應很穩定。
此外，該研究團隊還試製了負極使用鈣金屬，正極使用硫的鈣離子電池，應答到可以在室溫下穩定充放電。
鈣離子電池的研究主要是利用最近開發出來的一種比較有潛力的含氟電解質材料進行的。這種電解質材料與鈣離子的結合比較弱，因此在電極附近容易釋放鈣離子。鈣溶出，或者溶出的離子變回鈣金屬的反應等都可以順利進行。
但是這種鈣離子電池還存在一個涉及氟的問題。那就是充放電時氟會與鈣離子發生反應，產生無法透過正負極之間的分離膜的副產物氟化鈣。這樣一來，能在正負極之間自由行程的鈣離子會逐漸減量，電池壽命就容易縮短。
折茂教授認爲，「隨着此次解決了電解質材料方面的課題，今後使用各種電極材料的鈣離子電池的研究將會擴大」。
新的電解液還存在其他課題——目前負極附近會產生晶體呈柱狀延伸的「枝晶」 （樹狀突起），容易導致性能劣化，需要利用添加劑等加以改善。另外，日本國内還沒有能合成這種電解質材料的企業，需要從海外進口。折茂教授說：「期待日本企業能涉足該領域。」
日文：三隅勇氣、《日經產業新聞》，2021/04/26
中文：JST客觀日本編輯部
