科学探索|创新电极粘合剂材料让锂离子电池容量维持近五年不变

日本科学技术高等研究院(JAIST)的一支团队 , 刚刚介绍了一种新颖的共聚物新材料 , 特点是能够让锂离子电池的容量维持近五年不变 。据悉 , 当下被广泛采用的可充电锂离子电池 , 普遍难以绕开两项阻碍 ——(1)充放电循环次数有限;(2)电量会随着时间的推移而流失 。

科学探索|创新电极粘合剂材料让锂离子电池容量维持近五年不变
文章图片

BP 共聚物在稳定 / 耐用性上具有显著优势(来自:JAIST | PDF)
以 iPhone 等智能机为例 , 上述缺陷最终会导致设备遇到“电池健康问题” 。好消息是 , JAIST 新开发的 BP 共聚物新材料 , 能够在锂离子阳极上发挥优秀的作用 。

科学探索|创新电极粘合剂材料让锂离子电池容量维持近五年不变
文章图片

研究配图 - 1:新材料全称为 bis-imino-acenaphthenequinone-paraphenylene
作为可用于锂离子电池阳极上的粘合剂材料 , 其能够涂覆于电极上 , 以防止材料散开、或被电解质给破坏 。

科学探索|创新电极粘合剂材料让锂离子电池容量维持近五年不变
文章图片

研究配图 - 2:论文中的图形摘要
当前被行业广泛采用的聚偏二氟乙烯(PVDF)材料 , 通常只能够让锂离子电池维持约 500 次的充放电循环耐久性 。

科学探索|创新电极粘合剂材料让锂离子电池容量维持近五年不变
文章图片

研究配图 - 3:BP 共聚物结构示意
随着 PVDF 粘合剂材料的逐渐磨损 , 锂离子电池的储电性能会衰退到标称值的 65% 左右 。

科学探索|创新电极粘合剂材料让锂离子电池容量维持近五年不变
文章图片

研究配图 - 4:与硅阳极相关的缺点罗列
相比之下 , JAIST 宣称新材料能够让锂离子电池维持近 1700 次的充放电循环 , 且有效容量仍可维持在 95% 左右 。

科学探索|创新电极粘合剂材料让锂离子电池容量维持近五年不变
文章图片

研究配图 - 5:P-BIAN / PAA 聚合物复合材料的结构示意
对于每天仅循环充放电一次的智能手机来说 , 这意味着设备电池的健康度可维持近 5 年 , 而几乎没有衰减 。

科学探索|创新电极粘合剂材料让锂离子电池容量维持近五年不变
文章图片

研究配图 - 6:BP 共聚物结构示意
【科学探索|创新电极粘合剂材料让锂离子电池容量维持近五年不变】有关这项研究的详情 , 已经发表在近日出版的《ACS 应用能源材料》(ACS Appl. Energy Mater)期刊上 。
_本文原题是为《Bis-imino-acenaphthenequinone-Paraphenylene-Type Condensation Copolymer Binder for Ultralong Cyclable Lithium-Ion Rechargeable Batteries》 。