化学，不是魔法：可以在环境空气中组装的电池

时间：2021-12-05 15:52:14 来源：

2020年诺贝尔化学奖的荣誉参加了那些开发了锂离子充电电池的人。这些电池已成为从小IT设备到电动车辆的电子设备的基本能源。领先的美国汽车制造商Tesla最近强调需要建立一个创新的生产系统并降低电池成本。电池的价格占大部分电动汽车和降低成本对于普及至关重要。

由苏津公园教授和博士领导的联合研究团队。 Postech的候选人Hye Bin Son与Ulsan College的Seungmin Yoo教授，已经成功开发了一种多功能分离器，即使在环境空气中组装袋电池，电池即使在袋电池组装时也可以发挥作用。这些调查结果是在储能材料

由于电池内的电解质与水分反应以引起劣化，因此锂离子电池通常组装在保持小于1％湿度水平的干燥室中。然而，保持干燥的房间昂贵。

使用多功能分离器在环境空气中产生电池。

为了解决这个问题，已经进行了研究以抑制杂质 - 例如水分或氢氟酸 - 通过将添加剂注入电解质中。但这些可能会导致电池运行期间的不需要的副反应。实际上，当电池在高温（50Ω或更高）时激活电池时，即使是一小位的水分也会导致更快的性能劣化。因此，需要一种能够在电池中捕获水分和杂质而没有对添加剂的不利电化学反应的材料。

为此，联合研究团队引入了功能材料，可以捕获分离器表面上的杂质，以提高热稳定性，提高电池性能。该多功能分离器在140℃下展示出色的耐热性（在30分钟后10％以内10％的收缩。常规分离器的收缩率为50％），进一步显示在55的高温下改善电化学性能？（100个充电循环后保持初始容量的79％）。

另外，研究人员确认了杂质环境中电解质中的功能材料的有效性。合成功能陶瓷捕集器的表面上的硅烷化合物水分并保持陶瓷结构良好，但是通过酸化电解质腐蚀一般陶瓷材料。此外，通过这项研究，该团队证实了在环境空气中产生的这种多功能分离器此时间比传统的分离器表现出优异的寿命，确认它提供了超出简单分离器的作用的稳定性能。

“这种新开发的多功能分离器在高能量密度下表现出极大的稳定性和优异的电化学性能，”苏津园教授长期以来一直通过各种方法研究电池分离器。“通过这一首次成功的案例，在环境空气中制造电池，预计在降低电池成本时会发挥重要作用。”

参考：“由杂质清除分离器膜的干燥无效的高能量密度锂离子电池”由Hye Bin Son，Myoungsoo Shin，Woo-Jin Song，Dong-Yeob Han，Sungho Choi，Hyungyeon Chad，Seoha Nam，Jaephil Cho ，Sinoho Choi，Seungmin Yoo和Soojin Park，1911年1月19日，储能材料.DOI：
10.1016 / J.ensm.2021.01.018

该研究是通过韩国政府资助的韩国议定团国家研究基金会的支持（2020 M2D8A2093081,2018R1C1B6004908）进行了支持。

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