科学家研制BP共聚物 让锂电池寿数更耐久
锂离子电池容量随时刻下降的主要原因之一是广泛运用的石墨阳极的退化,也便是电池的负极。阳极与阴极和电解质(或在两个终端之间带着电荷的介质)一同,为电池的充电和放电供给了一个能够发生电化学反响的环境。但是,石墨需求一种粘合剂,以避免它跟着运用而散开。今日最广泛选用的粘合剂,聚偏二氟乙烯(PVDF),有一系列的缺陷,使其远远不是一种抱负的资料。
为了处理这些问题,日本高档科学技术研讨所(JAIST)的一个研讨小组正在研讨一种由双-亚氨基-苊醌-对苯二酚(BP)共聚物制成的新式粘合剂。
他们的最新研讨宣布在 ACS 运用动力资料上,由 Noriyoshi Matsumi 教授领导,Tatsuo Kaneko教授、高档讲师Rajashekar Badam、博士生 Agman Gupta 和前博士后研讨员 Aniruddha Nag 也参加其间。
那么相比较传统的 PVDF 粘合剂,BP共聚物都在哪些方面存在优势呢?首要,BP粘合剂供给了显着更好的机械安稳性和对阳极的附着力。这部分来自于双亚氨基苊基和石墨之间的所谓π-π相互作用,也来自于共聚物的配体对电池的铜集电体的杰出附着力。
其次,BP共聚物不只比PVDF的导电功能好得多,并且还能构成一个更薄的导电固体电解质界面,电阻更小。第三,BP共聚物不容易与电解质发生反响,这也大大避免了它的降解。所有这些长处结合起来导致了一些严峻的功能改善,研讨人员经过试验丈量证明晰这一点。
Matsumi 教授表明:“运用PVDF作为粘结剂的半电池在大约500次充放电循环后只显现出65%的原始容量,而运用BP共聚物作为粘结剂的半电池在超越1700次这样的循环后显现出95%的容量坚持。根据BP共聚物的半电池还显现出十分高和安稳的库仑功率,这是一种比较在特定循环中流入和流出电池的电量的办法;这也表明晰电池的长时间耐久性。循环前后用扫描电子显微镜拍照的粘合剂图画显现,只要细小的裂纹在BP共聚物上构成,而 PVDF 在不到总循环次数的三分之一时已经在构成大的裂纹”。
这项研讨的理论和试验成果将为开发耐久的锂离子电池铺平道路。反过来,这可能会发生深远的经济和环境影响,正如Matsumi教授解说的那样。他表明:“完成经用电池将有助于开发更牢靠的长时间运用的产品。这将鼓舞顾客购买更贵重的根据电池的财物,如电动汽车,这将会运用很多年”。
他们的最新研讨宣布在 ACS 运用动力资料上,由 Noriyoshi Matsumi 教授领导,Tatsuo Kaneko教授、高档讲师Rajashekar Badam、博士生 Agman Gupta 和前博士后研讨员 Aniruddha Nag 也参加其间。
那么相比较传统的 PVDF 粘合剂,BP共聚物都在哪些方面存在优势呢?首要,BP粘合剂供给了显着更好的机械安稳性和对阳极的附着力。这部分来自于双亚氨基苊基和石墨之间的所谓π-π相互作用,也来自于共聚物的配体对电池的铜集电体的杰出附着力。
其次,BP共聚物不只比PVDF的导电功能好得多,并且还能构成一个更薄的导电固体电解质界面,电阻更小。第三,BP共聚物不容易与电解质发生反响,这也大大避免了它的降解。所有这些长处结合起来导致了一些严峻的功能改善,研讨人员经过试验丈量证明晰这一点。
Matsumi 教授表明:“运用PVDF作为粘结剂的半电池在大约500次充放电循环后只显现出65%的原始容量,而运用BP共聚物作为粘结剂的半电池在超越1700次这样的循环后显现出95%的容量坚持。根据BP共聚物的半电池还显现出十分高和安稳的库仑功率,这是一种比较在特定循环中流入和流出电池的电量的办法;这也表明晰电池的长时间耐久性。循环前后用扫描电子显微镜拍照的粘合剂图画显现,只要细小的裂纹在BP共聚物上构成,而 PVDF 在不到总循环次数的三分之一时已经在构成大的裂纹”。
这项研讨的理论和试验成果将为开发耐久的锂离子电池铺平道路。反过来,这可能会发生深远的经济和环境影响,正如Matsumi教授解说的那样。他表明:“完成经用电池将有助于开发更牢靠的长时间运用的产品。这将鼓舞顾客购买更贵重的根据电池的财物,如电动汽车,这将会运用很多年”。
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