研究人員開發(fā)出一種商業(yè)上可行且安全的鋰電池凝膠電解質(zhì)

浦項科技大學 (POSTECH) 化學系的 Soojin Park 教授、博士生 Seoha Nam 和 Hye Bin Son 博士在研制出一種既穩(wěn)定又具有商業(yè)可行性的凝膠電解質(zhì)電池方面取得了突破。他們的研究發(fā)表在《Small》雜志上。

鋰離子電池廣泛應用于便攜式電子設備和儲能領域，包括電動汽車。然而，這些電池中使用的液體電解質(zhì)存在很大的火災和爆炸風險，這促使人們不斷研究尋找更安全的替代品。

一種替代方案是半固態(tài)電池，它是傳統(tǒng)鋰離子電池(采用液體電解質(zhì))和固態(tài)電池之間的中間地帶。通過使用凝膠狀電解質(zhì)，這些電池具有更高的穩(wěn)定性、能量密度和相對較長的使用壽命。

制造凝膠電解質(zhì)通常需要在高溫下進行長時間的熱處理，這會降低電解質(zhì)的質(zhì)量，導致電池性能下降和生產(chǎn)成本增加。此外，半固體電解質(zhì)和電極之間的界面電阻對制造過程也提出了挑戰(zhàn)。

由于制造方法復雜以及大規(guī)模應用的問題，先前的研究在將其研究成果直接應用于當前的商業(yè)電池生產(chǎn)線時遇到了限制。

Soojin Park 教授的團隊利用雙功能交聯(lián)添加劑 (CIA)、二季戊四醇六丙烯酸酯 (DPH) 結(jié)合電子束(e-beam) 技術解決了這些挑戰(zhàn)。

傳統(tǒng)的軟包電池制造工藝包括電極制備、電解液注入和組裝、活化和脫氣步驟。然而，研究人員通過在脫氣過程后簡單地引入額外的電子束輻照步驟，增強了 DPH 的雙重功能。

CIA 既可作為添加劑，在活化過程中促進陽極和陰極表面之間形成穩(wěn)定的界面，又可作為交聯(lián)劑，在電子束輻照過程中形成聚合物結(jié)構(gòu)。

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