日本科学家研发新型粘合剂 可大大提高锂电池性能及寿命

2023-10-17      303 次浏览

财联社(上海,编辑黄君芝)讯,日本的一个研究团队日前又发表了一项特别有前景的研究成果:通过用实验材料取代传统材料,科学家们在锂电池性能方面取得了令人兴奋的进展。


据悉,该团队的新设计被证明能够更加有效地维持电池寿命,为电动汽车和智能手机供应更长时间的动力,而不会过早退化。


众所周知,智能手机电池的性能会随着时间的推移逐渐降低。其中的关键原因之一就是,广泛使用的石墨阳极(即电池负极)的退化。为了防止使用石墨时发生裂变,要给石墨添加粘合剂。如今使用最广泛的粘合剂是聚偏二氟乙烯(PVDF),但它存在缺点,和理想的材料相去甚远。


此次,日本科学家们研发出了一种由双亚氨基-萘醌-对亚苯基(BP)共聚物制造的新型粘合剂,并在实验过程中观察到了一些实质性的性能提升,重要是在多次充电循环中保持容量的能力。


具体而言,首先,和PVDF粘合剂相比,BP粘合剂可为负极供应更好的粘合性和机械稳定性。其次,BP共聚物相比PVD更具导电性,并可出现一个更薄、且电阻更小的导电固体电解质界面。第三,BP共聚物不容易和电解质发生反应,大大防止降解。


该研究重要作者、北陆先端科学技术大学院大学(JapanAdvancedInstituteofScienceandTechnology,简称JAIST)教授NoriyoshiMatsumi表示:"使用PVDF作为粘合剂的半电池在约500次充放电循环后仅剩原始容量的65%,而使用BP共聚物作为粘合剂的半电池在经过1700次充放电循环后仍具有95%的容量。"


从实验过程来看,BP粘合剂的显微图像显示,经过1700次循环后,只出现了微小裂纹,而PVDF粘合剂的图像则显示,仅经过500次循环后,就出现了大裂纹。


研究人员还称,在这种新型粘合剂正式进入电子设备之前,还要做更多的工作,但该团队预计有一天它会应用于各种各样的应用,包括寿命更长的智能手机、电动汽车和人造器官。


不论如何,此项研究实验和理论结果都将为设计耐用的锂电池供应新的方法,从而出现深远的环境和经济效应。


正如Matsumi教授所说:"发明耐用电池将有助于开发出更可靠且可长期使用的产品,从而鼓励消费者购买昂贵的电池产品,如可长期使用的电动汽车。"



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