日本研發(fā)新型粘合劑科學(xué)家表示：能夠大幅增加鋰離子電池壽命和性能

　　隨著科技的發(fā)展和技術(shù)的成熟，鋰離子電池的應(yīng)用越來越廣泛。鋰離子電池具有單體電壓高、相對質(zhì)量輕、對環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)，但是經(jīng)過多個(gè)周期充放電循環(huán)后會(huì)出現(xiàn)電池容量等性能下降的現(xiàn)象。相同條件下電池容量衰減的越快，電池品質(zhì)就相對較差。鋰離子電池的循環(huán)性能是衡量其質(zhì)量的重要指標(biāo)，許多關(guān)于鋰離子電池的標(biāo)準(zhǔn)都有循環(huán)壽命這一項(xiàng)目

　　此前日本的一個(gè)研究團(tuán)隊(duì)又發(fā)表了一項(xiàng)特別有前景的研究成果：通過用實(shí)驗(yàn)材料取代傳統(tǒng)材料，科學(xué)家們在鋰電池性能方面取得了令人興奮的進(jìn)展。

　　據(jù)悉，該團(tuán)隊(duì)的新設(shè)計(jì)被證明能夠更有效地維持電池壽命，為電動(dòng)汽車和智能手機(jī)提供更長時(shí)間的動(dòng)力，而不會(huì)過早退化。

　　眾所周知，智能手機(jī)電池的性能會(huì)隨著時(shí)間的推移逐漸降低。其中的關(guān)鍵原因之一就是，廣泛使用的石墨陽極(即電池負(fù)極)的退化。為了防止使用石墨時(shí)發(fā)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(diǎn)，與理想的材料相去甚遠(yuǎn)。

　　此次，日本科學(xué)家們研發(fā)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(shí)驗(yàn)過程中觀察到了一些實(shí)質(zhì)性的性能提升，主要是在多次充電循環(huán)中保持容量的能力。

　　具體而言，首先，與PVDF粘合劑相比，BP粘合劑可為負(fù)極提供更好的粘合性和機(jī)械穩(wěn)定性。其次，BP共聚物相比PVD更具導(dǎo)電性，并可產(chǎn)生一個(gè)更薄、且電阻更小的導(dǎo)電固體電解質(zhì)界面。第三，BP共聚物不容易與電解質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，大大避免降解。

　　該研究主要作者、北陸先端科學(xué)技術(shù)大學(xué)院大學(xué)(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(huán)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(jīng)過1700次充放電循環(huán)后仍具有95%的容量。”

　　從實(shí)驗(yàn)過程來看，BP粘合劑的顯微圖像顯示，經(jīng)過1700次循環(huán)后，只出現(xiàn)了微小裂紋，而PVDF粘合劑的圖像則顯示，僅經(jīng)過500次循環(huán)后，就出現(xiàn)了大裂紋。

　　研究人員還稱，在這種新型粘合劑正式進(jìn)入電子設(shè)備之前，還需要做更多的工作，但該團(tuán)隊(duì)預(yù)計(jì)有一天它會(huì)應(yīng)用于各種各樣的應(yīng)用，包括壽命更長的智能手機(jī)、電動(dòng)汽車和人造器官。

　　不論如何，此項(xiàng)研究實(shí)驗(yàn)和理論結(jié)果都將為設(shè)計(jì)耐用的鋰離子電池提供新的方法，從而產(chǎn)生深遠(yuǎn)的環(huán)境和經(jīng)濟(jì)效應(yīng)。

　　正如Matsumi教授所說：“發(fā)明耐用電池將有助于開發(fā)出更可靠且可長期使用的產(chǎn)品，從而鼓勵(lì)消費(fèi)者購買昂貴的電池產(chǎn)品，如可長期使用的電動(dòng)汽車。

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