Исследование показало, что новое сополимерное связующее может продлить срок службы литий-ионных аккумуляторов

  发布时间:2024-02-29 13:55:35   作者:玩站小弟   我要评论
Gasgoo Auto News Всем известно, что после использования смартфона более года зарядная емкость литий- 。

Gasgoo Auto News Всем известно,Исследованиепоказалочтоновоесополимерноесвязующееможетпродлитьсрокслужбылитийионныхаккумуляторов что после использования смартфона более года зарядная емкость литий-ионного аккумулятора снижается, а срок службы мобильного телефона снижается. могут быть соответственно сокращены, что косвенно приведет к экономическим потерям и загрязнению окружающей среды. Кроме того, короткий срок службы литий-ионных аккумуляторов также препятствует развитию рынков переработки возобновляемых источников энергии и электромобилей. В результате ученые усердно работают над поиском способов увеличения срока службы литий-ионных батарей.

Одной из ключевых причин уменьшения емкости литий-ионного аккумулятора с течением времени является деградация широко используемого графитового анода, отрицательного электрода аккумулятора. Анод и электролит (среда, которая переносит заряд между положительным и отрицательным электродами батареи) и катод (или положительный электрод батареи) обеспечивают хорошую среду для электрохимических реакций циклов зарядки и разрядки батареи. Однако для предотвращения деления при использовании графита в графит необходимо добавлять связующее. Наиболее широко используемый сегодня клей — поливинилиденфторид (ПВДФ), но он имеет недостатки, делающие его далеким от идеального материала.

Согласно сообщениям, для решения вышеуказанных проблем исследовательская группа из Передового института науки и технологий Хокурику (JAIST) изобрела бизимино-нафтохинон-п-фенилен ( БП) ) новый клей на основе сополимеров. Во-первых, по сравнению со связующими ПВДФ, связующие BP обеспечивают лучшую адгезию и механическую стабильность отрицательного электрода. Частично это связано с предполагаемыми π-π-взаимодействиями между графитом и бизимино-нафтохиноновой группой, а также с превосходной адгезией между сополимерными лигандами и медным токосъемником батареи. Во-вторых, сополимер BP более проводящий, чем PVD, и может создавать более тонкую проводящую границу твердого электролита с меньшим сопротивлением. В-третьих, сополимер BP нелегко вступает в реакцию с электролитами, что позволяет избежать деградации.

Дальновидная технология, сополимерный клей, литий-ионный аккумулятор

(Источник изображения: Hokuriku Advanced Высшая школа науки и технологий (Университет)

Как показывают эксперименты, сополимер BP также может значительно повысить производительность аккумулятора. Нориёси Мацуми, профессор JAIST, сказал: «Полуэлемент, использующий ПВДФ в качестве связующего, имел только 65% своей первоначальной емкости после примерно 500 циклов зарядки-разрядки, в то время как полуэлемент, использующий сополимер BP в качестве связующего, сохранял свою емкость. после 1700 циклов зарядки-разрядки. После циклических циклов емкость по-прежнему составляет 95 %.

Полуэлемент, изготовленный из сополимера BP, демонстрирует чрезвычайно высокую и стабильную кулоновскую эффективность, что также доказывает, что батарея долговечна и долговечна. Кулоновский КПД означает отношение разрядной емкости аккумулятора к зарядной емкости в течение одного и того же цикла. Команда использовала электронную микроскопию, чтобы визуализировать клей до и после езды на велосипеде. На фотографиях видно, что в сополимере БП появились только небольшие трещины, тогда как в клее ПВДФ большие трещины образовались менее чем в трети всех циклов.

Экспериментальные и теоретические результаты этого исследования предоставят новые методы разработки долговечных литий-ионных батарей, которые будут иметь далеко идущие экологические и экономические последствия. Как сказал профессор Мацуми: «Изобретение долговечных батарей поможет разработать продукты, которые будут более надежными и могут использоваться в течение длительного времени, тем самым стимулируя потребителей покупать дорогие аккумуляторные продукты, такие как электромобили, которые можно использовать в течение длительного времени. "

Профессор Мацуми также добавил, что разработка долговечных батарей принесет пользу многим людям, в том числе тем, кто страдает сердечно-сосудистыми заболеваниями, и тем, кто полагается на искусственные органы. Кроме того, поскольку количество ежедневно заряжающихся устройств, таких как ноутбуки, планшеты и смартфоны, увеличивается, от этого выиграет и население в целом. Другие разработки в области связующих электродов также обещают позволить ученым производить аккумуляторы с более длительным сроком службы, что обеспечит более экологичное будущее.

Источник: Gasgoo

Автор: Лю Литинг

  • Tag:

相关文章

最新评论