日本科學家開發新技術解決鋰電池最大問題：1700 次充放電后依然保持 95% 容量
2021-03-11 09:39:12 IT之家
鋰電池是大多數電子設備的動力來源，但它有一個重大缺陷。這種電池在一年后開始失去充滿電的能力，并且隨著時間的推移繼續下降。電池儲電能力退化限制了手機、平板電腦甚至部分電動汽車的使用壽命，在使用幾年后就需要頻繁連接電源充電器。導致電池儲電能力退化的關鍵原因，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 PVDF （聚偏二氟乙烯），但它壽命并不長。
日本的北陸先端科學技術大學院大學的教授 Noriyoshi Matsumi 帶領一個科學團隊開發了一種由雙亞氨基 - 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提升，主要是提升了在多次充電循環中保持容量的能力。
與傳統的 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。同時 BP 共聚物不容易與電解質發生反應，大大避免降解。
“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。” Noriyoshi Matsumi 教授介紹道。
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 粘合劑的顯微圖像則顯示，僅經過 500 次循環后，就出現了較大裂紋。
IT之家了解到，這個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。“發明耐用電池將有助于開發出更可靠且可以長期使用的產品，從而鼓勵消費者購買昂貴的電池產品，例如可長期使用的電動汽車。” Noriyoshi Matsumi 教授說。
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