中國粉體網(wǎng)訊  人們都知道智能手機使用超過一年后,，鋰離子電池的電荷量會減少,，手機使用壽命或將隨之降低，間接導致經(jīng)濟損失和污染,。此外,，鋰離子電池壽命較短也阻礙了可再生能源回收和電動汽車市場的發(fā)展。因此,，科學家們一直在努力尋找可提高鋰離子電池壽命的方法,。

鋰離子電池容量隨時間減少的關鍵原因之一是廣泛使用的石墨陽極（即電池負極）的退化。陽極與電解質（電池正負極間攜帶電荷的介質）和陰極（或電池正極）可為電池充放電循環(huán)的電化學反應提供良好的環(huán)境,。但為防止使用石墨時發(fā)生裂變,，需要給石墨添加粘合劑。如今使用最廣泛的粘合劑是聚偏二氟乙烯（PVDF）,，但它存在缺點,，與理想的材料相去甚遠。

據(jù)報道,，為解決上述問題,，北陸先端科學技術大學院大學(JAIST)的研究小組發(fā)明出由雙亞氨基-萘醌-對亞苯基（BP）共聚物制造的新型粘合劑。首先,，與PVDF粘合劑相比,，BP粘合劑可為負極提供更好的粘合性和機械穩(wěn)定性。部分原因是石墨與雙亞氨基-萘醌基群之間存在假定的π-π相互作用,，以及共聚物配體與電池銅集流體之間存在優(yōu)異粘合性,。其次，BP共聚物相比PVD更具導電性,，并可產(chǎn)生一個更薄,、且電阻更小的導電固體電解質界面,。第三，BP共聚物不容易與電解質發(fā)生反應,，大大避免降解,。

如試驗顯示，BP共聚物還可大大增強電池性能,。JAIST教授Noriyoshi Matsumi表示：“使用PVDF作為粘合劑的半電池在約500次充放電循環(huán)后僅是原始容量的65％,，而使用BP共聚物作為粘合劑的半電池在經(jīng)過1700次充放電循環(huán)后仍顯示95％的容量�,！�

使用BP共聚物的半電池顯示出極高且穩(wěn)定的庫倫效率,，這也證明這種電池持久且耐用。庫倫效率指的是電池放電容量與同循環(huán)過程中充電容量之比,。研究小組在循環(huán)前后均采用電子顯微鏡對粘合劑進行拍攝,。照片顯示，BP共聚物上僅出現(xiàn)小裂紋,，而PVDF粘合劑在不到總循環(huán)次數(shù)的三分之一時就出現(xiàn)了大裂紋,。

此項研究實驗和理論結果都將為設計耐用的鋰離子電池提供新的方法，從而產(chǎn)生深遠的環(huán)境和經(jīng)濟效應,。正如Matsumi教授所說：“發(fā)明耐用電池將有助于開發(fā)出更可靠且可長期使用的產(chǎn)品,，從而鼓勵消費者購買昂貴的電池產(chǎn)品，如可長期使用的電動汽車,�,！�

Matsumi教授還補充說，持久電池的開發(fā)將使很多人受益,，如患有心臟疾病及其他依賴人造器官的人,。此外，隨著日常充電設備筆記本電腦,、平板電腦和智能手機等數(shù)量的增加,，普通人群也將受益于此。電極粘合劑的其他發(fā)展還有望使科學家們生產(chǎn)出壽命更長的電池產(chǎn)品,，從而實現(xiàn)更綠色的未來,。

（中國粉體網(wǎng)編輯整理/智慧）

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