日本信州大學(xué)利用超薄氟硅烷涂層研發(fā)大容量鋰離子電池

據(jù)外媒報(bào)道，日本長(zhǎng)野信州大學(xué)（Shinshu University in Nagano）的研發(fā)人員正在研發(fā)一款纖薄的大容量鋰離子電池，或能開啟電動(dòng)車儲(chǔ)能系統(tǒng)新研究領(lǐng)域。

鋰離子電池可存儲(chǔ)大量的電能，但隨著使用時(shí)間的延長(zhǎng)，其存儲(chǔ)容量將出現(xiàn)衰減。為應(yīng)對(duì)該問(wèn)題，Zettsu與同事檢驗(yàn)了高壓（＞4．8 V， vs Li＋／Li）陰極的電性能及電化學(xué)性能，因?yàn)殡娮訌年帢O進(jìn)入電池電芯。

Zettsu還利用自組裝的單分子層（monolayer）來(lái)對(duì)電池的表面進(jìn)行調(diào)整，這或?qū)⒊蔀樾碌难芯口厔?shì)。他的團(tuán)隊(duì)在陰極表面涂敷了超薄的氟硅烷（fluoroalkyl－silane），后者是一種硅質(zhì)材料，可對(duì)其自身進(jìn)行最高效的分子排布，傳輸鋰離子并絕緣電子，同時(shí)保留一個(gè)原子層。

研究人員看到了陰極與電解質(zhì)的直接接觸被降低最低幅度，即使使用上百次，其電池容量也不會(huì)出現(xiàn)衰減。

Zettsu表示“該自組裝單層積聚涂層可降低鋰離子傳輸時(shí)的反應(yīng)活化障壁（activation barrier）并穩(wěn)定表面附近的離子，后者將受到電極與電解質(zhì)接口處電化學(xué)反應(yīng)的影響。表面穩(wěn)定涂層（surface stabilization coatings）是一款高壓陰極材料研發(fā)用的重要技術(shù)，不存在效能與穩(wěn)定性難以兼顧這一電化學(xué)性能短板限制?！?/p>

然而，Zettsu表示，目前還需要詳盡地檢驗(yàn)表面涂層對(duì)整套電池系統(tǒng)所造成的影響，從而更好地理解任何潛在的負(fù)面副作用（negative side－effects）。

Zettsu計(jì)劃于2022年將該技術(shù)投入市場(chǎng)，信州大學(xué)將與車企及電池制造商開展合作，旨在創(chuàng)建更為環(huán)保的高能電池。

Zettsu表示“由于全球環(huán)保法規(guī)的要求，全球汽車業(yè)正在大力發(fā)展純電動(dòng)車及混動(dòng)車，這已是大勢(shì)所趨。為此，需要為電動(dòng)車提供性能優(yōu)異的鋰離子電池。目前，公司正致力于用涂層加工工藝打造插電式混動(dòng)車及純電動(dòng)車所用的電池電芯并開展自動(dòng)駕駛測(cè)試?！?/p>

作者李文龍