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日本科学家开发新技术解决锂电池的最大问题:它在1700次充放电后仍保持95%的容量

3月11日消息据外媒尤里卡警报(EurekaAlert)报道,来自日本的一个研究小组研制出一种新型电池负极材料,可使电池在循环充放电1700次以上后仍能保持95%的容量,这种新材料可使锂电池满负荷工作5年。

日本科学家开发新技术解决锂电池的最大问题:它在1700次充放电后仍保持95%的容量 科学快报 第1张

众所周知,锂电池是大多数电子设备的电源,但它有一个主要缺陷。这种电池一年后开始失去充满电的能力,随着时间的推移继续下降。电池存储容量的退化限制了手机、平板电脑甚至一些电动车的使用寿命,使用几年后需要频繁连接电源充电器。电池储能容量退化的关键原因是广泛使用的石墨阳极(即电池阴极)的退化。使用石墨时为了防止裂变,需要在石墨中加入粘结剂。聚偏氟乙烯(聚偏二氟乙烯)是目前使用最广泛的粘合剂,但它的寿命不长。

北陆, 日本,科技大学的教授诺里吉松美带领一个科学小组开发了双亚氨基-naphthoquinone-p-亚苯基(英国石油公司)在实验过程中观察到了一些实质性的改进,主要是提高了多电荷循环的维持能力

与传统的聚偏氟乙烯胶粘剂相比,BP胶粘剂能为负极提供更好的附着力和机械稳定性。其次,BP共聚物比PVD更导电,能产生更薄的导电固体电解质界面,电阻更低。同时,BP共聚物不易与电解液反应,大大避免了降解。

日本科学家开发新技术解决锂电池的最大问题:它在1700次充放电后仍保持95%的容量 科学快报 第2张

“使用聚偏氟乙烯作为粘合剂的半电池在大约500次充放电循环,后只有其原始容量的65%,而使用英国石油公司共聚物作为粘合剂的半电池在1700次充放电后仍然有95%的容量,循环”大学教授松尾诺吉介绍说。

从实验过程来看,BP胶的显微图像显示,循环, 1700次后才出现微小裂纹,而PVDF胶的显微图像显示,循环500次后才出现大裂纹

据了解,这项研究的实验和理论结果将为设计耐用的锂离子电池提供新的方法,从而产生深远的环境和经济影响。“发明耐用电池将有助于开发更可靠、可长期使用的产品,从而鼓励消费者购买昂贵的电池产品,如可长期使用的电动汽车。”松尾诺吉教授说。