原标题:新型BP共聚物粘合剂可有效延长锂电池寿命 来源:cnBeta.COM
得益于日本科学家发现的新型粘合剂材料,可充电电池的使用寿命有望得到显著改善。与传统材料相比,新材料在锂电池性能方面也取得了激动人心的进步。研究团队在近日于《ACS 应用能源材料》期刊上发表的一篇文章中指出,新设计可较传统方案更有效地维持电池的循环充放电性能。
采用石墨负极共聚物粘合剂的新型锂离子电池对于智能手机和电动汽车用户来说,这项突破有助于大幅延长电池的循环充放电性能。而不像当前的智能机电池一样,用个两年就发生严重的容量缩减。
考虑到电池内部有许多可移动的部件,日本科学技术高等研究院(KAIST)的这项研究,也将重点放在了一种共聚物粘合剂上。
通过将锂电池石墨阳极的颗粒凝聚在一起,并使之与集电器接触,新材料可以维持阳极的长期高效发挥。
作为对比,当前普遍采用的锂电池粘合剂,是由聚偏二氟乙烯(PVDF)制成的。通过坚持不懈的探索,研究人员终于找到了一种更高效的替代品。
据悉,这种新型粘合剂由一种被称作“双亚氨基-ac醌-对苯撑”的共聚物制成。
在将其用于实验性的半电池组件之后,实测发现它能够与集电器高效结合,同时对锂电池阳极加以更好的保护。
实验期间,研究团队还观察到了诸多实质性的性能提升,且即便经历了高频次的充放电周期,其容量仍可维持在相当高的水平。
过去30 年间,石墨一直稳占锂离子电池的负极。带领这项研究的 Noriyoshi Matsumi 教授表示:“使用 PVDF 作为粘合剂的半电池,可在大约 500 次充放电循环后保持 65% 的原始容量。但换用 BP 共聚物之后,其可在 1700 次循环后维持高达 95% 的原始容量”。
研究团队指出,这得益于 BP 共聚物具有的更好的机械稳定性、以及对阳极和集电器拥有更强的附着力。显微图像表明,新材料仅会在 1700 次循环后呈现微小的裂纹,而传统 PVDF 粘合剂则在 500 次循环后呈现了更大的裂纹。
展望未来,我们或在长寿命智能机、EV 动力电池、人造器官等领域看到它的身影。不过在看到新材料被广泛应用于电子设备之前,研究团队仍需加以大量的设计改进。
有关这项研究的详情,已经发表于近日出版的美国化学学会《应用能源材料》期刊上。
原标题为《Bis-imino-acenaphthenequinone-Paraphenylene-Type Condensation Copolymer Binder for Ultralong Cyclable Lithium-Ion Rechargeable Batteries》。