日本開發具有光充電功能的半透明鋰電池

日本工學院大學校長、先進工學部及應用物理學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“Innovation Japan 2015”上展出。其目標是實現“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電池的功能，當有陽光射入時會變色，使光透過率下降。

佐藤的研究室于2013年開發出了半透明的鋰離子二次電池，并發表了相關論文。當時試制的電池的正極采用Li3Fe2(PO4)3，負極采用 Li4Ti5O12，并使用以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，但其正極厚度只有80 納米，負極厚度只有90 納米，薄到可讓光線穿過，從而使電池呈現出近乎完全透明的效果。而現在，在更改了電池正極的化學成分之后，研究者發現了一種可讓電池在陽光或其他明亮光源下自行充電的新方法。

對于波長約550 納米的綠色光，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(價數)發生變化，這時對綠色光的透過率降至約30%。輸出電壓約為3.6 伏，充放電循環壽命已確認可達到20 次。

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

在此次展會上，佐藤研究室公開了通過照射能量為10 毫瓦/平方厘米的近紫外線 (這一能量大約相當于太陽光的1/10)、實施5 次光充放電的實驗結果。研究團隊表示，他們希望研發的改良版透明電池可在未來獲得自動調光的能力，可以作為建筑物或車輛的窗戶使用，并同時產生電源。