日本開發(fā)新一代 鋰離子電池電解液

 

 
    據(jù)日本媒體報道，以東京大學(xué)研究生院工學(xué)系研究科教授山田淳夫與助教山田裕貴為核心組成的研發(fā)小組，發(fā)現(xiàn)了鋰離子電池可實現(xiàn)多種電解液的設(shè)計新方向。該研發(fā)小組開發(fā)出了極“濃電解液”，決定充電速度的Li+濃度達到以往電解液的4倍以上。該研究顛覆了“電解液溶劑只能使用碳酸乙烯酯（EC）”這一鋰離子電池誕生20多年來，技術(shù)人員一直深信不疑的定論。
        據(jù)報道，東京大學(xué)開發(fā)的高濃度電解液具備所有溶劑都與Li+進行配位的特殊構(gòu)造。另外，Li+與陰離子連續(xù)結(jié)合的特點也不同于以碳酸乙烯酯（EC）為溶劑的普通低濃度電解液。普通電解液的Li+濃度為1mol/L左右，此時離子導(dǎo)電度最大。這種濃度必需使用EC溶劑。如果使用EC以外的溶劑，電極會嚴重劣化。因為對于石墨等層狀負極，溶劑是在被Li+溶劑化的情況下進入（共合體）層間，電解液會繼續(xù)發(fā)生還原分解。基于這種定論，Li+的高濃度化以及EC以外的溶劑的探討變成了電池研究人員之間的盲點。
        山田等人的研發(fā)小組著眼于這一盲點，向此前基本沒考慮過的電解液高濃度化發(fā)起了挑戰(zhàn)。高濃度電解液的離子載體密度非常高，有助于提高界面反應(yīng)頻率，因此可實現(xiàn)時間不到以往1/3的快速充電。而且，選擇的鹽和溶劑的不同組合，還能表現(xiàn)出不同的特性。在對各種溶劑進行調(diào)查的過程中發(fā)現(xiàn)，除了通過提高濃度抑制共合體之外，很多溶劑還觀測到了還原穩(wěn)定化。無需使用之前必不可少的EC溶劑，在以前屬于實用電解液討論范圍之外的乙醚系、亞砜系、砜系、腈系等多種有機溶劑中均發(fā)現(xiàn)石墨負極和鋰金屬負極會可逆動作。
 
(責任編輯：王杰)