得益于日本科學(xué)家發(fā)現的新型粘合劑材料，可充電電池的使用壽命有望得到顯著(zhù)改善。與傳統材料相比，新材料在鋰電池性能方面也取得了激動(dòng)人心的進(jìn)步。研究團隊在近日于《ACS 應用能源材料》期刊上發(fā)表的一篇文章中指出，新設計可較傳統方案更有效地維持電池的循環(huán)充放電性能。
對于智能手機和電動(dòng)汽車(chē)用戶(hù)來(lái)說(shuō)，這項突破有助于大幅延長(cháng)電池的循環(huán)充放電性能。而不像當前的智能機電池一樣，用個(gè)兩年就發(fā)生嚴重的容量縮減。
考慮到電池內部有許多可移動(dòng)的部件，日本科學(xué)技術(shù)高等研究院（KAIST）的這項研究，也將重點(diǎn)放在了一種共聚物粘合劑上。
通過(guò)將鋰電池石墨陽(yáng)極的顆粒凝聚在一起，并使之與集電器接觸，新材料可以維持陽(yáng)極的長(cháng)期高效發(fā)揮。
作為對比，當前普遍采用的鋰電池粘合劑，是由聚偏二氟乙烯（PVDF）制成的。通過(guò)堅持不懈的探索，研究人員終于找到了一種更高效的替代品。
據悉，這種新型粘合劑由一種被稱(chēng)作“雙亞氨基-ac醌-對苯撐”的共聚物制成。
在將其用于實(shí)驗性的半電池組件之后，實(shí)測發(fā)現它能夠與集電器高效結合，同時(shí)對鋰電池陽(yáng)極加以更好的保護。
實(shí)驗期間，研究團隊還觀(guān)察到了諸多實(shí)質(zhì)性的性能提升，且即便經(jīng)歷了高頻次的充放電周期，其容量仍可維持在相當高的水平。
帶領(lǐng)這項研究的 Noriyoshi Matsumi 教授表示：“使用 PVDF 作為粘合劑的半電池，可在大約 500 次充放電循環(huán)后保持 65% 的原始容量。但換用 BP 共聚物之后，其可在 1700 次循環(huán)后維持高達 95% 的原始容量”。
研究團隊指出，這得益于 BP 共聚物具有的更好的機械穩定性、以及對陽(yáng)極和集電器擁有更強的附著(zhù)力。顯微圖像表明，新材料僅會(huì )在 1700 次循環(huán)后呈現微小的裂紋，而傳統 PVDF 粘合劑則在 500 次循環(huán)后呈現了更大的裂紋。
展望未來(lái)，我們或在長(cháng)壽命智能機、EV 動(dòng)力電池、人造器官等領(lǐng)域看到它的身影。不過(guò)在看到新材料被廣泛應用于電子設備之前，研究團隊仍需加以大量的設計改進(jìn)。
有關(guān)這項研究的詳情，已經(jīng)發(fā)表于近日出版的美國化學(xué)學(xué)會(huì )《應用能源材料》（ACS Applied Energy Materials）期刊上。
原標題為《Bis-imino-acenaphthenequinone-Paraphenylene-Type Condensation Copolymer Binder for Ultralong Cyclable Lithium-Ion Rechargeable Batteries》。
