東麗制造離子導電聚合物膜提高鋰空氣電池的安全性和壽命

蓋世汽車 Elisha 2022-07-08 09:00

蓋世汽車訊據外媒報道，日本東麗工業(yè)公司（Toray Industries, Inc.）宣布制造了一種離子導電聚合物薄膜，可用于鋰空氣電池。這種薄膜可用作電池隔膜，有助于提高電池的安全性和壽命，并延長電動汽車的續(xù)航里程。

（圖片來源：東麗公司）

隨著電動汽車迅速發(fā)展，對可充電電池的需求也在激增。這些電池必須更輕，能夠提供更高的能量密度，以增加電動汽車的續(xù)航里程。

比起傳統(tǒng)的鋰離子電池，鋰空氣電池更輕，理論比能量密度高出10倍。這類電池中常用的是微孔隔膜。使用微孔膜的缺點是，經過反復充放電循環(huán)，正負極使用的不同電解質會混合在一起；另一個問題是，在充電過程中形成的鋰枝晶，有可能刺穿隔膜，導致正負電極之間短路。這些都會影響電池的安全性。

為了解決這些問題，東麗公司設計了一種可以實現鋰離子跳躍（指傳導時鋰離子在相鄰位點之間躍遷）的聚合物，并利用高耐熱芳綸聚合物分子設計技術來制造鋰鹽化合物。其結果是得到一種離子電導率為3×10-5S/cm的無孔聚合物膜。這種高導電性使電池能夠在薄膜無孔的情況下工作。原則上來說，這種無孔隙性可以實現兩種類型的電解質分離，并抑制鋰枝晶形成。

東麗證實，使用其離子導電聚合物薄膜的鋰金屬電池，在充放電循環(huán)中的穩(wěn)定運行時間，比使用微孔薄膜的電池長10倍。該公司表示將加快研發(fā)速度，以將這種新技術用于充電電池，包括鋰金屬電池。