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日本科學家研發新型粘合劑 可大大提高鋰電池性能及壽命

鉅大LARGE  |  點擊量:315次  |  2023年10月17日  

財聯社(上海,編輯黃君芝)訊,日本的一個研究團隊日前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加有效地維持電池壽命,為電動汽車和智能手機供應更長時間的動力,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,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,和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,重要是在多次充電循環中保持容量的能力。


具體而言,首先,和PVDF粘合劑相比,BP粘合劑可為負極供應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,并可出現一個更薄、且電阻更小的導電固體電解質界面。第三,BP共聚物不容易和電解質發生反應,大大防止降解。

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該研究重要作者、北陸先端科學技術大學院大學(JapanAdvancedInstituteofScienceandTechnology,簡稱JAIST)教授NoriyoshiMatsumi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電池供應新的方法,從而出現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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