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      日本研發新型粘合劑科學家表示:能夠大幅增加鋰離子電池壽命和性能

      來源:鋰離子電池?作者:網絡??發布時間:2021-03-11 14:55:48??閱讀數:

        隨著科技的發展和技術的成熟,鋰離子電池的應用越來越廣泛。鋰離子電池具有單體電壓高、相對質量輕、對環境友好等優點,但是經過多個周期充放電循環后會出現電池容量等性能下降的現象。相同條件下電池容量衰減的越快,電池品質就相對較差。鋰離子電池的循環性能是衡量其質量的重要指標,許多關于鋰離子電池的標準都有循環壽命這一項目

        此前日本的一個研究團隊又發表了一項特別有前景的研究成果:通過用實驗材料取代傳統材料,科學家們在鋰電池性能方面取得了令人興奮的進展。

        據悉,該團隊的新設計被證明能夠更有效地維持電池壽命,為電動汽車和智能手機提供更長時間的動力,而不會過早退化。

        眾所周知,智能手機電池的性能會隨著時間的推移逐漸降低。其中的關鍵原因之一就是,廣泛使用的石墨陽極(即電池負極)的退化。為了防止使用石墨時發生裂變,需要給石墨添加粘合劑。如今使用最廣泛的粘合劑是聚偏二氟乙烯(PVDF),但它存在缺點,與理想的材料相去甚遠。

        此次,日本科學家們研發出了一種由雙亞氨基-萘醌-對亞苯基(BP)共聚物制造的新型粘合劑,并在實驗過程中觀察到了一些實質性的性能提升,主要是在多次充電循環中保持容量的能力。

        

      外媒報道

       

        具體而言,首先,與PVDF粘合劑相比,BP粘合劑可為負極提供更好的粘合性和機械穩定性。其次,BP共聚物相比PVD更具導電性,并可產生一個更薄、且電阻更小的導電固體電解質界面。第三,BP共聚物不容易與電解質發生反應,大大避免降解。

        該研究主要作者、北陸先端科學技術大學院大學(Japan Advanced Institute of Science and Technology,簡稱JAIST)教授Noriyoshi Matsumi表示:“使用PVDF作為粘合劑的半電池在約500次充放電循環后僅剩原始容量的65%,而使用BP共聚物作為粘合劑的半電池在經過1700次充放電循環后仍具有95%的容量。”

        從實驗過程來看,BP粘合劑的顯微圖像顯示,經過1700次循環后,只出現了微小裂紋,而PVDF粘合劑的圖像則顯示,僅經過500次循環后,就出現了大裂紋。

        研究人員還稱,在這種新型粘合劑正式進入電子設備之前,還需要做更多的工作,但該團隊預計有一天它會應用于各種各樣的應用,包括壽命更長的智能手機、電動汽車和人造器官。

        不論如何,此項研究實驗和理論結果都將為設計耐用的鋰離子電池提供新的方法,從而產生深遠的環境和經濟效應。

        正如Matsumi教授所說:“發明耐用電池將有助于開發出更可靠且可長期使用的產品,從而鼓勵消費者購買昂貴的電池產品,如可長期使用的電動汽車。

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