全固態氟離子電池理論能量密度最高可接近每升5千瓦時，約是目前商業化鋰離子電池能量密度的8倍，也超過正在研發的鋰空氣電池。

一旦研發成功，全固態氟離子電池將以優異的安全性和極高的能量密度對新能源汽車、儲能等重度依賴電池技術的領域帶來顛覆性變革。

目前，使用鋰電池技術的新能源汽車發展面臨有三大焦慮，分別為里程焦慮、安全焦慮以及鋰、鈷原材料供應不足焦慮，而固態氟離子電池恰好可以解決上述所有焦慮。

因為首先氟是一種相對豐富和輕質的元素，氟離子是與鋰離子相反的映象，對電子具有最強的吸引力，易於進行電化反應。

測試氟離子電池的結果顯示，氟離子電池可使電動汽車一次充電即可行駛1000公里，這就很好地解決了新能源汽使用鋰離子電池時的里程焦慮。

其次，就安全效能而言，全固態鋰電池鋰枝晶生長造成短路一直是難以克服的瓶頸。鋰離子遇潮氣容易起火的通病，讓不少人對新能源汽車有些望而生畏，不利於新能源汽車的進一步發展。

氟是電負性最強的元素，極難轉變為相應的單質，不易形成鋰枝晶，因此基於不可燃無機固態電解質的氟離子電池安全效能無疑更好，徹底化解了人們對新能源汽車安全性的“心結”。

最後，也是最重要的一點，氟元素地殼丰度約為鋰元素的50倍，氟離子電池在原材料供應方面的壓力遠低於鋰離子電池。

其實，這一點對於中國這個新能源汽車大國尤為重要。氟元素源自螢石（主要成分氟化鈣），在日常生活中人們常見的夜明珠就螢石，螢石資源又恰好是中國長項。

長久以來，螢石業內有一個共識一一“世界螢石在中國，中國螢石在浙江，浙江螢石在金華，金華螢石在武義”。單是“螢石之鄉”的武義一地，螢石蘊藏量就有約4,000萬噸。

雖然，螢石在南非、墨西哥、蒙古、俄羅斯、美國、泰國、西班牙等地也有產出，但中國毫無爭議是世界上螢石礦產最多的國家。

由於中國螢石資源在全球優勢明顯，氟離子電池可充分利用這一優勢，從根本上杜絕當前鋰資源被他人卡脖子的情況重現。比如，加拿大要求中企撤資，南美搞鋰佩克……

但是，氟離子電池技術路線頗具挑戰性一一主要是當前的氟離子電池具有較差的可迴圈性。①氟離子固態電解質的離子電導率大多偏低，只能在高溫下工作；②少數全固態氟離子電池雖然可在室溫下充放電，但電化學視窗極窄，存放電不到10次容量就幾乎衰減為0，沒有實際應用價值。

不過，好訊息是，這一阻礙氟電池應用的重大技術瓶頸不出意外又被中國科學家給打破了。

近日，中國科學技術大學教授馬騁團隊設計出一種新型氟離子固態電解質一一鈣鈦礦氟離子導體，首次實現室溫下全固態氟離子電池的穩定長迴圈，在25℃下持續存放4581小時後，容量沒有發生顯著衰減。相關研究成果日前釋出於《Small》。

上述成果創造了全固態氟離子電池領域迴圈時間最長、容量保持率最高的世界紀錄。業內人士認為，這一重要突破讓人們看到全固態氟離子電池實用化的可能，同時也讓人們看到未來電池多元化發展的希望，尤其是於中國而言一一本就有技術、有生產力，屆時家中再有礦，想想都不得了，只怕日後中國新能源汽車產業要飛起來吃人囉！

氟離子電池，是以氟化物作為載流子的可充電電池器件，是一種同鋰離子電池具有相似工作原理的“搖椅電池”。氟離子電池透過氟化物離子（fluoride ion）在正極和負極之間移動實現充放電。

而據報道，氟離子電池如果研發成功，其能量密度（代表儲存電力的效能）可達到鋰離子電池的6～7倍，能做出更輕、更小的電池，同時理論上也能實現不使用稀有金屬的結構，易於避免資源採購風險。

就能量密度而言，全固態氟離子電池理論能量密度極高，最高可接近每升5000瓦時，約是目前商業化鋰離子電池能量密度的8倍，也超過了正在研究開發的鋰空氣電池。

就安全效能而言，氟是電負性最強的元素，極難轉變為相應的單質，不易發生類似鋰離子形成鋰枝晶的反應，因此基於不可燃無機固態電解質的氟離子電池，安全效能無疑更好。

就原料供應而言，氟元素的地殼丰度遠高於鋰元素。相關統計資料顯示，氟元素的地殼丰度是鋰元素的50倍左右，氟離子電池在原材料供應方面的壓力遠低於鋰離子電池。

而一旦成功，全固態氟離子電池將以優異的安全性和極高的能量密度對新能源汽車、儲能等重度依賴電池技術的領域造成顛覆性的改變。

氟離子電池，是以氟化物離子替代鋰離子作為載流子的可充電電池，如果說原理，氟離子電池與鋰離子電池具有相似工作原理，僅僅是材料不同罷了，氟離子電池透過氟化物離子（fluoride ion）在正極和負極之間移動實現充放電。

將氟離子電池與鋰離子電池相比，可知氟離子電池的電極結構更簡單，理論上也能達成不使用稀有金屬的低成本目標，這樣成本和材料制約都大大緩解了。同時氟是電負性最強元素，比鋰離子安全得多。

科學界早就知道氟離子在電池方向的優點，但因為技術難度太大，所以許多年下來在這條技術線路上都沒有太大進展。現在是鋰離子電池發展陷入瓶頸，所以就又回頭來搞氟離子電池了。

目前在氟離子電池的研究上有兩條技術線路，一是傳統的固體電解質技術線路，中國的團隊一直在這個方向上發力；二是日本人另闢蹊徑，搞了一個液態電解質技術線路，同樣進展很好。兩個技術線路都實現了室溫下工作的氟離子電池。

中國的固態電解質技術線路的突破性成果是，中國科學技術大學教授馬騁團隊設計出了一種新型氟離子固態電解質“鈣鈦礦氟離子導體”，首次實現室溫下全固態氟離子電池的穩定長迴圈，在25℃下持續充放電4581小時後，容量沒有發生顯著衰減，相關研究成果已經刊發於《Small》。

但問題是全固態氟離子電池是由固態電解質、正負極材料組成，現在是解決了固態電解質的效能問題，但在正負極材料方面還需要突破，否則就仍然不足以進入實用化階段。

日本主導氟離子電池研發的是京都大學，在2017年就開發出室溫環境下工作的氟離子電池。這個研發團隊算上另闢蹊徑，擺脫了採用固體電解質的思維桎梏，改用“離子液體”作為電解液，解決了“室溫”這一難題。

不過現在日本人也承認，在實用化方面困難重重，至今也沒有找到電極材料和電解質的最優配方，所以在可重複使用次數、電動勢等電池指標方面，還無法與鋰離子電池比較。

最新進展是，日本立命館大學教授岡崎健的團隊於2022年9月發表論文，分析了氟離子電池的電極和電解質材料的配比組合如何影響電極反應的成果。直接證實了使用材料的差異，會影響充放電可重複次數。用岡崎自己的話說，“已顯示出材料探索的方向”，並給出時間表，稱將在2025年之前，透過電極材料採用銅和鋁的低成本方式試製低成本方案的氟離子電池。目前使用鉍和鉛作為電極材料，只能獲得0.3V的電動勢，距離實用化的2V以上距離還是太遠了。

也就是說，中日兩個技術路線都實現了室溫環境下電解質的問題，但都還沒能實現正負極材料的問題，所以氟離子電池的實用化還有很長一段路要走。而且，還看不出來誰的方案更具有優勢，但日本人已經認為他們找到解決正負極材料的思路了。

至此，氟離子電池替代鋰離子電池還是一件很遠的事情，未來10年可能還是鋰離子電池的天下。

氟離子電池是一種新型的鋰離子電池，與傳統鋰離子電池相比，具有安全、高效、迴圈壽命長、無公害等優點。在鋰離子電池中，通常採用陰極材料，陰極主要是指負極材料，在自然界中通常有三種形式：正極材料由氧化物、硫化物和碳化物組成；負極材料由金屬氧化物和硫化物組成；正極材料由含氮原子和氧原子的氟化物組成。電池中的負極材料主要有三種形式：正極、電解液。在自然界中存在著許多型別和數量眾多的負極材料，例如銀、銅、鋁等金屬氧化物奈米材料及化合物，其中尤以銀電池和銅電池最為常見。氟離子電池採用新技術進行結構設計，其優點是充電速率快，效率高；鋰離子電池和鋰聚合物電池因其容量大、充電速率快、穩定性好等特點迅速被市場所接受。因此開發出具有高能量密度、低環境汙染、安全性好、免維護等優點和效能價格比好、充電速度快、效率高、無汙染、無公害等特點的鋰離子電池是當前鋰離子電池發展趨勢之一已成為當前鋰離子電池研究的熱點之一。

一、電極材料

以氟化物為負極材料的鋰電池主要有氟聚合物電池、氟正極材料和氟負極材料。氟聚合物電池正極主要是採用碳奈米管及奈米顆粒；氟電極是以石墨為介質，透過特殊工藝製造而成的。碳奈米管主要用於生產電容器；電極包括石墨烯，鈦酸酯(TiO)以及LiCoO2、CuCoO2、NiCoO2等碳基材料。氟聚合物電池電極採用氟酸酐和氧化鋁作為電解液；鈦酸酐是用來在電解液中溶解和脫去氟化氫的有機酸，一般為醋酸(PVDF)或草酸等鹼性液體，其原理是在鈦酸酐與硫酸根反應生成氟化氫之後形成CuCoO2。鋰聚合物電池正極主要採用三氧化二鋁為陰極材料，電解液作為介質；氟化氫是電解液中含有二氧化碳而形成的一種無色液體，是透過將氟化氫加熱揮發而形成的無色液體，其原理是在電解液中加少量無水氟化氫進行加熱揮發形成無水氟化氫。

二、電解液

電解液通常是在電解液中新增一定量的金屬鹽，以改變電解液的組成，以提高負極材料的電化學效能。電解液質量分數在5%-15%時，電解液的電化學效能最好。在相同質量分數時，電解液質量分數越高或電化學效能越好，可提高電池的效能。目前常用的電解液分為無機電解液、有機電解液。無機電解液有水、亞甲基藍、氟化鈉、乙二醇、硫酸銅、磷酸鐵鋰、甲基藍、甲基纖維素等。有機電解液除了含有氟化物外，還含有有機溶劑和水，如用有機溶劑提取氟化銅陽極會生成一種新的奈米級材料；用乙二醇提取氟化銅陽極則會生成一種新的奈米級材料；用氫氧化鈉提取氟化銅陽極則會生成一種新的奈米級材料；有機矽類電解液主要含有乙二醇、水、矽烷和氯化鈣等，這些電解液水質、溶劑配比等方面有嚴格的要求。隨著氟化銅產業鏈和氫氧化鈉產業鏈的發展，以及氟化學基礎研究不斷深入，近年來氟化銅陽極研究成果不斷湧現。

三、製備工藝

Sylvain和 Zhang研究了採用溼法制備無鹼銅正極材料和採用硫化物負極化和奈米複合負極的新工藝。在無鹼銅正極上以氟化鈉作為電極材料，採用超聲分解技術將含氟前驅體溶解並製備出均勻的無鹼銅負電極結構，然後將其嵌段到正極形成高比表面積的陽極區，再利用電化學方法將銀離子注入至銅負極上並形成正極膜。透過超聲分解技術可以製備出良好的複合負極。在硫化物負離子中加入一份硫、對一份鎳均有加成，形成鎳正負極共結構；硫化物經還原後得到含有 Ni和 Se的混合溶液後，可透過電化學方法在硫化物負離子中加入銀離子，使電池具有較高電壓；硫化物和氟在還原性物質中均有加成。奈米複合電池作為鋰離子電池的一個發展方向。透過新增微量催化劑可以降低製備過程中所需成本，提高電池的能量密度；用奈米顆粒替代銀、鎳材料可以抑制金屬鋰的擴散而減少對電極造成的汙染，進而提高電池能量密度和使用壽命；還可以透過使用含有高濃度硫原子的奈米顆粒使該鋰離子電池具有良好的安全性。透過上述分析，我們已經掌握了不同製備工藝對導電填料、聚合物、鋰/硫複合物及其它金屬氧化物材料不同微粒尺寸的影響範圍以及機理。

不過，氟離子電池尚未找到電極材料和電解質的最佳組合，充放電的可重複次數和電動勢等效能也落後於鋰電池。

技術進步一日千里，打敗你的不是天真，而是科技，石墨烯電池，固態電池，硫離子電池，呂離子電池，鈉離子電池一系列即將出生的電池，但是小日子已經開發出了氟離子電池，而它的電池的容量密度是現有的低電池的六到七倍。如果這個技術成立的話，理論上所有的現有的電池系統可以做得比現在輕非常多，而且它的電池的容量非常大。

北方用鈉離子，南方用鋰離子，鈉離子替代鋰離子以後，鋰也會降價，續航到1000，價格降40%，電車的競爭力還是很大的，主要是安全性。

明年電動車價格有可能會下降一半，這個事兒啊，還要從關注度一直非常高的鈉離子電池說起。

最近，寧德時代表示正在推動鈉離子電池在2023年實現產業化，要知道啊，已經有專家算過了，一旦規模化生產，那離子電池的成本那可是要比鋁離子電池少上一半兒，自然會推動整個行業電池成本的下降。那麼與鋰離子電池相比，鈉離子電池有什麼特點呢？

第一，在原理上兩者的差別不大。都是依靠鈉離子或者說鋰離子在電池正負極之間移動來輸出電能，都屬於搖椅式電池。

第二，鈉離子電池更適應高寒環境，零下20度依然能夠保持90%的放電率，快充速度更快，常溫下15分鐘可以充電80%，而且安全性更高，一點兒不容易起火爆炸。

第三，成本低。當然，鈉離子電池現在的問題是它的好處多，技術要求也高，所以也遲遲沒有走向。不過按照寧王的規劃，我們最早會在2023年用上它，那麼問題就來了呀，要是裝載著鈉離子電池的電動車上市，您會考慮購買嗎？

寧德時代說了，我們將在明年量產，這對車主有什麼好處？

就是造車成本下降了，鈉離子電池可以比現在的鋰電降低大概40%左右的成本，鈉離子電池相比於鋰電有什麼好處？

就是成本下來，大家都知道啊，鈉的儲量非常多，但是鋰的儲量是相當的少的，鈉的儲量大概是鋁的儲量的400多倍，有句話不是說了嘛，物以稀為貴，你就知道為什麼那麼貴了，而且你一般都是依靠進口，因為鋰的儲備一般都在每週，如果要是萬一有一天有點衝突之類，也可能咱們國家被卡脖子。

再來說其他的好處，那更加穩定一些，它對高溫和低溫都不敏感，就拿寧王第一代鈉離子電池來說，在零下20度的時候還能有90%的放電率，這樣東北車主也不用擔心啊，冬天續航尿崩了，還有就是充電速度快，寧王的第一代鈉離子電池可以做到充電15分鐘，續航80%，這樣各位電車車主就沒有那麼焦慮了吧。

說了這麼多好處，咱們說有哪些不足，就是能量密度問題，鈉離子電池並沒有鋰電能量密度這麼高，所以在一些比較精密的地方，就比如說我需要小空間，有大的能量密度，比如說手機上面可能還是需要鋰電。

現在檸檬的第一的鈉離子電池已經能做到每千克160瓦時了，現在的能量密度是略低於磷酸鐵裡的第二代，據說能量密度能達到200瓦時每千克。還有其他的方面，就是電池壽命略低於鋰電，除此之外就是產業鏈的問題了，目前鋰電產業已經是相當的完美了，鈉離子電池明年才剛剛開始量產，具體市場如何還需要拭目以待。

一堆人都瞎扯的回答的什麼玩意？？基本概念都不知道

簡單說氟離子電池就是在電池中正負極間移動的離子是氟離子，在電極側反應放電的是正負極材料(主要是金屬和金屬鹽)而不是氟離子。

對應的，鋰離子電池是鋰離子在電池正負極之間移動，同時也是鋰離子在正負極上發生反應進行充放電。

目前氟離子電池處於前期探索，缺點非常多，比如電極材料不穩定，容量低，迴圈差等。至於部分自媒體說的能量比鋰電池高多少倍那純粹就瞎扯，那個叫理論比容量，大概5000mAh g-1，跟實際容量沒關係。鋰金屬電池的理論比容量還3780mAh g-1呢，你手機不一樣一天一充？

氟離子電池就是個噱頭，看個熱鬧就行，別當真。鋰礦價格高居不下的情況如果持續，未來高階電池一定是鋰電池，低端會被鈉電池取代。至於各個企業吹的固態電池目前沒有應用的可能性，真做出來了一塊動力電池百來萬誰也用不起

氟離子電池，即利用負一價氟離子作為穿梭於正負極之間的載流子的二次電池器件，是一種同鋰離子電池具有相似工作原理的“搖椅電池”。與鋰離子相似，氟離子電池依靠氟離子在正負極之間來回運動並相應地脫嵌於正負極材料中，同時在外電路產生電流，達到充電與放電的目的。

氟離子電池的載流子不同於常見的幾種電池器件，例如已經商業化了的鋰離子電池，或具有極大開發前景的鈉離子電池、鋅離子電池等。這些電池體系以陽離子作為載流子，而氟化物電池第一次以陰離子作為載流子併成功完成了可逆充放電。其後成功開發的氯離子電池也證實了陰離子確實能夠勝任載流子的角色。

氟作為自然界電負性最負的元素，其氧化析出氣態氟的反應較難發生，所以氟離子理論上是一種非常穩定的載流子。氟離子電池的構型早在20世紀70年代就被提出，但一直沒開發出實際的樣品器件。2011年由德國卡爾斯魯厄理工學院（KIT）的科學家率先開發出利用氟化鋇鑭（La0.9Ba0.1F2.9）作為電解質的全固態氟離子電池 ，從那之後氟離子電池陸陸續續取得了一系列進展。特別是氟化物較為穩定難以析出氟氣（F-/F2電對的電極電勢非常之高）的特點，因而全固態氟離子電池極有前景。利用簡單金屬氟化物體系和鈣鈦礦結構插層材料體系作為電極材料的全固態氟離子電池已經有了多篇論文報道。

但合適的氟離子導體與具有較低能壘的含氟電極材料目前仍亟待開發。總體來說，由於尚處於初步研發階段，全固態氟離子電池還只能在約150攝氏度的高溫下進行充放電測試。液態電解液的氟離子電池體系取得了一定進展，由本田的美國研究所與加州理工學院的研究者合作的液態電解質體系2018年發表在Science雜誌上 。

在日本電化學屆，由汽車巨頭企業豐田和本田牽頭，氟離子電池的研究也在如火如荼的進行中。據《日本經濟新聞》報導，京都大學和豐田的合作研究已經取得了一定進展 ，雖然離產業化還有很遠，但是對於基本的材料選擇範圍和工作機理已經有了進一步的瞭解，並且針對電極的體積膨脹等突出問題也提出了一些解決方案。

氟氣和含氟物通常對對人體有較大毒害，因此氟離子電池的安全問題也值得討論。但是卡爾斯魯厄理工學院（KIT）的學者2016年發表的綜述性文章中探討了常見金屬氟化物的毒性 ，結論是除了個別放射性/已知具有劇毒/常以液態或氣態存在/成本極高的氟化物之外，大部分常見金屬氟化物並不會造成令人擔憂的毒害；並且考慮到現在的安全效能得到極大改善的鋰離子電池也在使用含氟電解液，並且將氟摻雜作為重要改性手段，氟離子電池的風險並非不可控。