日本科學家最近發現了一種新型粘合劑材料,可以大大延長可充電電池的使用壽命。這種材料被廣泛使用,並且在鋰電池應用測試中顯示出非常好的結果。
因此,是否可以將其直接應用在諸如手機和電動汽車之類的日用品?當然是可以的。
這種新材料是一種可以有效維持電池迴圈充電/放電效能的新材料。
考慮到電池內部有許多活動部件,日本科學技術高等研究院(KAIST)的這項研究也側重於共聚物膠粘劑。
透過聚集鋰電池的石墨陽極顆粒並使它們與集電器接觸,新材料可以保持陽極的長期有效效能。
鋰離子電池的容量隨時間降低的主要原因之一是廣泛使用的石墨陽極(即電池的負極)的劣化。陽極和電解質(在電池的正負電極之間承載電荷的介質)和陰極(或電池的正電極)可以為電池充放電迴圈的電化學反應提供合適的環境。但是,在使用石墨時,有必要在石墨中新增粘合劑以防止分裂。當今使用最廣泛的粘合劑是聚偏二氟乙烯(PVDF),但它有缺點,遠非理想。
相反,當今最常用的鋰電池粘合劑由聚偏二氟乙烯(PVDF)製成。透過正在進行的研究,研究人員終於找到了更有效的替代方法。
在用於實驗性半電池模組後,發現它可以與集電器有效結合,同時可以更好地保護鋰電池的負極。
在實驗過程中,研究小組還觀察到許多顯著的效能改進。即使在高頻充電和放電迴圈之後,其容量也可以保持在相當高的水平。
主持這項研究的松木紀良教授說:“使用PVDF作為粘合劑的半電池在大約500次充/放電迴圈中可以保持其原始容量的65%,但是在切換到BP共聚物後,可以使用1700。最多一年。週期。週期之後,請保持原始容量的95%。”
研究人員指出,這是由於BP共聚物具有更好的機械穩定性以及對陽極和集流體的更強附著力。顯微影象顯示,新材料在1700次迴圈後顯示出小裂紋,而傳統的PVDF粘合劑在500次迴圈後顯示出大裂紋。
將來,它可能會出現在長壽命的智慧手機,EV動力電池和人造器官等領域。但是,在看到新材料被廣泛用於電子產品之前,研究團隊仍需要進行許多設計改進。