日本研究人員在電極中使用一種生物基聚合物，這種聚合物在數(shù)千次循環(huán)后仍舊可以保持容量。

研究人員繼續(xù)研究工作，制造出比目前人們每天使用的設(shè)備充電更快的電池，同時(shí)也在尋找環(huán)保的電池材料。

一些最新的研究來(lái)自日本先進(jìn)科學(xué)技術(shù)研究所（JAIST）的研究人員，該研究團(tuán)隊(duì)研發(fā)了一種新型電池陽(yáng)極材料，可以制造出一種超快充電裝置。

此外，用于陽(yáng)極的材料是一種生物基聚合物，可以在數(shù)千次循環(huán)后仍保持原有容量，研究人員采用了一種環(huán)保方法來(lái)研發(fā)這種電極。

技術(shù)研究所JAIST的研究團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人Noriyoshi Matsumi教授說(shuō)，研究人員正在關(guān)注著電動(dòng)汽車（EV）上的應(yīng)用，市面上的電池充電時(shí)間大約40分鐘。因此，更快的電池充電也將推進(jìn)更多的全球可持續(xù)性實(shí)踐。

Noriyoshi Matsumi教授在新聞發(fā)言中說(shuō)：“更短的充電時(shí)間對(duì)于消費(fèi)者來(lái)說(shuō)選擇電動(dòng)汽車要比汽油車更具有吸引力，最終，在世界各大城市帶來(lái)更清潔的環(huán)境。” 

日本研究人員已經(jīng)研發(fā)了一種鋰離子電池的陽(yáng)極材料，該材料具有高氮含量并且增強(qiáng)層間距，以用于跨層和層間更快的鋰離子動(dòng)力學(xué)。該材料同時(shí)兼具穩(wěn)定性，在數(shù)千次循環(huán)后依舊可以保持原始容量。

陽(yáng)極的設(shè)計(jì)與性能

研究人員說(shuō)，為了制作陽(yáng)極，Matsumi團(tuán)隊(duì)使用一種簡(jiǎn)單高效的方法來(lái)生產(chǎn)氦含量極高的碳基陽(yáng)極。

該研究團(tuán)隊(duì)用一種稱為聚苯并咪唑（benzimidazole）的生物聚合物作為前驅(qū)體，在800攝氏度下進(jìn)行煅燒。研究人員表示，我們制備出了氦含量高達(dá)17%的碳陽(yáng)極，這是此類電池的合成記錄。

研究人員說(shuō)，團(tuán)隊(duì)通過(guò)研發(fā)，對(duì)半電池（half-cells）與全電池（full-cells）的充放電進(jìn)行試驗(yàn)，測(cè)試了電池陽(yáng)極與石墨的性能，石墨通常用于鋰離子電池的陽(yáng)極。

研究表明，通過(guò)其高氦含量的組合和增強(qiáng)層間間距這兩方面，在制造更快充電裝置方面取得了重大進(jìn)步，在跨層和層間推動(dòng)了更快的鋰離子動(dòng)力學(xué)。該研究報(bào)道發(fā)表在《Chemical Communications》雜志。

Matsumi在新聞發(fā)言中說(shuō)：“使用我們的研究方法將推進(jìn)對(duì)具有快速充放電能力的陽(yáng)極材料的結(jié)構(gòu)與性能之間關(guān)系的研究。”

該研究團(tuán)隊(duì)還進(jìn)行了續(xù)航力的測(cè)試，該測(cè)試顯示，即使在3000次高速充放電循環(huán)后，使用提議的陽(yáng)極材料的電池仍可以保持90%的初始容量。超過(guò)了石墨電池的容量。

在未來(lái)，研究人員著眼于聚合物前驅(qū)體結(jié)構(gòu)性的改進(jìn)，他們認(rèn)為這樣可以提高材料的性能。研究人員說(shuō)，這或許不僅使陽(yáng)極可以用于電動(dòng)汽車的電池上，還可以用于移動(dòng)電話等便攜式電子設(shè)備中。

中國(guó)化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會(huì) 楊柳翻譯

2022.2.18