![]() |
|
作为充电电池,锂电池和钠电池已成为不可或缺的产品,但它们有成本高、寿命短、性能不稳定等缺点。为解决这些问题,日本的科学家研发出一种新型聚合物基黏合剂,可大大改善电池性能。
尽管锂电池(LIB)一直占领充电电池领域,但它的缺点使人们不得不寻找其替代品。长期以来,人们一直试图用钠电池(SIB)替代锂电池,因为钠在自然界中含量丰富,具有成本低、较高的电化学潜力。但钠电池也有缺点,就是其稳定性不好。
目前人们使用便宜的碳材料,作成锂电池和钠电池的阳极。这些阳极主要靠传统的聚偏二氟乙烯(PVDF)和苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)聚合物黏合。不过,这些聚合物属于非离子导电的黏合剂,无法有效传输锂离子和钠离子,极大限制了电池的容量比、充电速度和循环寿命。
研究人员分别在LIB电池的阳极石墨、SIB电池的阳极硬碳黏合剂中,加入新型PMAI材料,并对这些电极进行电化学、循环充放电测试,同时用横断面影像观察电极的内部变化。
结果显示,LIB基于PMAI的电池阳极部分在1库伦(1安培电流在1秒钟内传递的电荷量)时,表现出297mAh/g的电池容量,而LIB使用传统的PVDF材料时,其电池容量只有228mAh/g。此外,SIB电池阳极在使用PMAI之后,其电池容量比使用PVDF材料增加了近30%。
另外,LIB和SIB也都表现出了出色的循环稳定性。LIB在使用PMAI的情况下,经过750次循环充放电,其电池最大容量保持率约80%,但使用时PVDF材料只有72%;而SIB在经过200次循环后,其容量保持率有96%,但使用PVDF材料则只有88%。
这说明两者在PMAI材料影响下,表现出优异的电化学性能和高容量。性能的提升与PMAI强力附着在活性材料和铜箔上使其有稳定电化学性能有关,并缓解石墨电极在多次充放电后形成的膨胀。
另外,实验人员透过仪器发现,含有PMAI聚合物的黏合剂,里面的构造密集排列,形成许多利于钠和锂离子穿梭的通道,让这些离子们能够在碳、石墨层中进行良好的穿越,这能降低电阻也增强离子的电导率和电池容量比。
这些结果足以证明,使用PMAI聚合物的LIB和SIB,具有良好的实际应用潜力,未来有望可以应用到更多的充电电池上面。
当被问到是什么让这种新材料与众不同时,北陆先端科学技术大学的堀木松美(Noriyoshi Matsumi)教授对该校新闻室表示,“全球对能够快速充放电的电池需求增加,因此急需要解决钠电池中钠离子扩散缓慢的问题。这种含有致密离子液体的聚合物基黏合剂,可以有效解决钠电池存在的问题。”
他解释,“新型聚合物(离子液体)是一类新型材料,且已针对储能设备、生化应用、感测应用、催化等应用进行了深入研究。我们所开发的新型聚合物在上述各个研究领域具有潜在的用途。”
当前新闻共有0条评论 | 分享到: |
|
||||||||||
评论前需要先 登录 或者 注册 哦![]() |
24小时新闻排行榜 | 更多>> |
1 | 亮瞎眼,原来大家真的误会川普了 |
2 | 不顾反对 万斯宣布… |
3 | 重病? 故意示弱? 习满头白发 网:重大政治 |
4 | 重大变革!川普刚刚签令 |
5 | 一片萧条 房子连租都租不出去了 |
48小时新闻排行榜 | 更多>> |
1 | 中国经济再传重大利空信号 |
2 | 中国痛失140亿美金超大订单 |
3 | 直击上海南京路世茂广场 冷清景象令人震惊 |
4 | 何卫东最新消息流出,习前景不妙 |
5 | 惊叹!这则“谣言”又兑现了 |
6 | 中国经济永久衰退?美女经济学家:大错特错 |
7 | 突发!传火箭军新司令王厚斌被抓 |
8 | 习自曝要退位 或已身不由已 |
9 | 中国大爷大妈们这下慌了 |
10 | 凌晨3点发文 刘诗诗教科书式离婚 |
一周博客排行 | 更多>> |
一周博文回复排行榜 | 更多>> |