日本工學(xué)院大學(xué)開發(fā)：將窗戶變成鋰電池兼太陽(yáng)能電池

日本工學(xué)院大學(xué)校長(zhǎng)、先進(jìn)工學(xué)部及應(yīng)用物理學(xué)教授佐藤光史的研究室試制出了具備光充電功能的半透明鋰離子二次電池，并在展會(huì)“Innovation Japan 2015”上展出。其目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)“智能窗戶”，將幾乎透明的窗戶直接變成大面積的蓄電池，并使之具備作為太陽(yáng)能電池的功能，當(dāng)有陽(yáng)光射入時(shí)會(huì)變色，使光透過率下降。

佐藤的研究室于2013年開發(fā)出了半透明的鋰離子二次電池，并發(fā)表了相關(guān)論文。

當(dāng)時(shí)試制的電池的正極采用Li3Fe2(PO4)3(LFP)，負(fù)極采用Li4Ti5O12(LTO)，并使用以六氟磷酸鋰(LiPF6)為主要成分的電解液。這些都是鋰離子二次電池中普遍使用的材料，但氧化物基本上是透明的，而且正極厚度只有80nm，負(fù)極厚度只有90nm，非常薄，從而實(shí)現(xiàn)了很高的光透過率。

對(duì)于波長(zhǎng)約550nm的綠色光，放電后的光透過率約為60%。充電后電極中的鋰濃度改變，材料的電子狀態(tài)(價(jià)數(shù))發(fā)生變化，這時(shí)對(duì)綠色光的透過率降至約30%。

輸出電壓約為3.6V。充放電循環(huán)壽命已確認(rèn)可達(dá)到20次。

佐藤研究室此次展出了尚未發(fā)表論文的新裝置。新裝置對(duì)上述半透明鋰離子二次電池的材料略微做了變更，可將射入負(fù)極的光激發(fā)的電子直接用于電池充電。

在此次展會(huì)上，佐藤研究室公開了通過照射能量為10mW/cm2的近紫外線(這一能量相當(dāng)于太陽(yáng)光的約1/10)、實(shí)施5次光充放電的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。