簡(jiǎn)介:日本東麗公司是世界上最早從事反滲透膜技術(shù)開發(fā)的企業(yè)之一,早在二十世紀(jì)60年代就開始了膜技術(shù)的研究,從原材料的選用、制膜技術(shù)的開發(fā)以及膜元件構(gòu)造的設(shè)計(jì)等。近日,日本東麗宣布開發(fā)出了有望用于純電汽車的新一代“鋰-空氣電池”用離子導(dǎo)電聚合物隔膜(絕緣膜),同時(shí)東麗表示該隔膜也可用于現(xiàn)有鋰電池(鋰資源提取與鋰離子電池回收利用新技術(shù)專題培訓(xùn)班)產(chǎn)品,有助于提高電池的安全性和壽命,并延長(zhǎng)電動(dòng)汽車的續(xù)航里程。
日本東麗公司是世界上最早從事反滲透膜技術(shù)開發(fā)的企業(yè)之一,早在二十世紀(jì)60年代就開始了膜技術(shù)的研究,從原材料的選用、制膜技術(shù)的開發(fā)以及膜元件構(gòu)造的設(shè)計(jì)等。近日,日本東麗宣布開發(fā)出了有望用于純電汽車的新一代“鋰-空氣電池”用離子導(dǎo)電聚合物隔膜(絕緣膜),同時(shí)東麗表示該隔膜也可用于現(xiàn)有鋰電池(鋰資源提取與鋰離子電池回收利用新技術(shù)專題培訓(xùn)班)產(chǎn)品,有助于提高電池的安全性和壽命,并延長(zhǎng)電動(dòng)汽車的續(xù)航里程。
離子導(dǎo)電聚合物膜(圖片來(lái)源:東麗公司)
鋰-空氣電池是一種以鋰作負(fù)極,以空氣中的氧氣作為正極反應(yīng)物的電池。比起傳統(tǒng)鋰離子電池,鋰空氣電池質(zhì)量更輕,理論比能量密度比現(xiàn)有鋰電池可以高出10倍。
該電池在放電時(shí),負(fù)極的鋰轉(zhuǎn)變?yōu)長(zhǎng)i+穿過(guò)電解質(zhì)材料,在正極與氧氣、以及電子結(jié)合生成Li2O或者Li2O2;充電時(shí),Li+由正極的水性電解液穿過(guò)固體電解質(zhì)到達(dá)負(fù)極表面,在負(fù)極表面發(fā)生反應(yīng)生成金屬Li。
鋰-空氣電池原理圖解 圖片來(lái)源:網(wǎng)絡(luò)
全球包括劍橋大學(xué)、日本國(guó)家材料科學(xué)研究所、通用、軟銀等多個(gè)機(jī)構(gòu)在推進(jìn)項(xiàng)目開發(fā),并預(yù)計(jì)到2030年鋰-空氣電池將有望進(jìn)入商用,續(xù)航可能超過(guò)1500公里以上。
這么好的電池,其實(shí)在21世紀(jì)初即被提出,但是為什么至今都未普及?
主要原因是這類電池中常用的微孔隔膜經(jīng)過(guò)反復(fù)充放電循環(huán)后,正負(fù)極使用的不同電解質(zhì)會(huì)混合在一起,以至于循環(huán)次數(shù)極低。此外就是鋰枝晶問(wèn)題影響電池的安全。此次東麗采用高耐熱芳綸聚合物,設(shè)計(jì)了一種可以實(shí)現(xiàn)鋰離子跳躍(指?jìng)鲗?dǎo)時(shí)鋰離子在相鄰位點(diǎn)之間躍遷)的隔膜,其具有高達(dá)3×10-5S/cm的電導(dǎo)率,這使得電池能夠在薄膜無(wú)孔的情況下工作,從而實(shí)現(xiàn)兩種類型的電解質(zhì)完全分離,并抑制鋰枝晶形成。
使用該離子導(dǎo)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(yùn)行時(shí)間,比使用微孔薄膜的電池長(zhǎng)10倍。并且該種新技術(shù)也有望用于現(xiàn)有充電電池,以及鋰金屬電池。
不過(guò),想想做出它的是東麗,也就不奇怪了,畢竟它曾是全球鋰電隔膜霸主之一,此次新品劍指下一代電池,國(guó)內(nèi)企業(yè)也要在當(dāng)下的“熱火朝天”中,抽空看看未來(lái)喔。