日本科学家开发新技术解决锂电池最大问题:1700次充放电后

据外媒尤里卡警报(EurekaAlert)报道，来自日本的一个研究小组开发了一种新的电池阴极材料，经过1700多次充放电循环后，可以保持电池95%的容量。这种新材料可以使锂电池满负荷工作5年。

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。现在使用最广泛的胶粘剂是PVDF(聚偏氟乙烯)，但使用寿命不长。

日本Hokuriku科技大学教授Noriyoshi Matsumi带领一个科学团队开发了一种由双亚氨基-萘醌-对亚苯基(BP)共聚物制成的新型粘合剂，并在实验过程中观察到了一些实质性的改进，主要是提高了在多个充电循环中保持容量的能力。

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。

“使用聚偏氟乙烯作为粘合剂的半电池在大约500次充放电循环后仅具有其原始容量的65%，而使用BP共聚物作为粘合剂的半电池在1700次充放电循环后仍具有95%的容量。”松尾诺吉教授介绍。

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

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。