众所周知，智能手机使用超过一年后，锂离子电池的电量会减少，手机的使用寿命会降低，从而间接导致经济损失和污染。此外，锂离子电池寿命短也阻碍了可再生能源回收和电动汽车市场的发展。因此，科学家们一直在努力寻找提高锂离子电池寿命的方法。
锂离子电池容量随时间下降的一个关键原因是广泛使用的石墨阳极(即电池阴极)的退化。阳极和电解液(电池正负极之间携带电荷的介质)和阴极(或电池正极)能为电池充放电循环的电化学反应提供良好的环境。但是在使用石墨时为了防止裂变，需要在石墨中加入粘合剂。聚偏氟乙烯(PVDF)是现在应用最广泛的粘合剂，但它有缺点，离理想材料还很远。
据悉，为了解决上述问题，北陆科技大学(JAIST)的研究团队发明了一种由双亚氨基萘醌-对亚苯基(BP)共聚物制成的新型粘合剂。首先，与PVDF粘合剂相比，BP粘合剂可以为负极提供更好的粘合力和机械稳定性。部分原因是石墨和双亚氨基萘醌基团之间的π-π相互作用，以及共聚物配体和电池铜集流体之间的优异粘附性。其次，BP共聚物比PVD更导电，可以产生更薄的导电固体电解质界面，具有更低的电阻。第三，BP共聚物不易与电解质反应，大大避免了降解。
(来源:北陆科技大学)
试验表明，BP共聚物也能大大提高电池的性能。JAIST的Noriyoshi Matsumi教授说:“使用PVDF作为粘合剂的半电池在大约500次充放电循环后只有原始容量的65%，而使用BP共聚物作为粘合剂的半电池在1700次充放电循环后仍显示出95%的容量。”
使用BP共聚物的半电池表现出极高且稳定的库仑效率，也证明了这种电池经久耐用。库仑效率是指在同一循环中放电容量与充电容量的比值。研究小组使用电子显微镜拍摄了循环前后的粘合剂。照片显示，在不到三分之一的总循环时间内，BP共聚物上仅出现小裂纹，而PVDF粘合剂上出现大裂纹。
本研究的实验和理论结果将为设计耐久的锂离子电池提供一种新的方法，从而产生深远的环境和经济效应。正如Matsumi教授所说:“发明耐用的电池将有助于开发更可靠和长期的产品，从而鼓励消费者购买昂贵的电池产品，如可以长期使用的电动汽车。”
Matsumi教授还补充说，长效电池的开发将使许多人受益，例如心脏病患者和其他依赖人工器官的人。此外，随着笔记本电脑、平板电脑、智能手机等日常充电设备越来越多，普通人也将从中受益。电极粘合剂的其他发展预计将使科学家能够生产更长寿命的电池产品，从而实现更绿色的未来。众所周知，智能手机使用超过一年后，锂离子电池的电量会减少，手机的使用寿命会降低，从而间接导致经济损失和污染。此外，锂离子电池寿命短也阻碍了可再生能源回收和电动汽车市场的发展。因此，科学家们一直在努力寻找提高锂离子电池寿命的方法。
锂离子电池容量随时间下降的一个关键原因是广泛使用的石墨阳极(即电池阴极)的退化。阳极和电解液(电池正负极之间携带电荷的介质)和阴极(或电池正极)能为电池充放电循环的电化学反应提供良好的环境。但是，为了防止使用石墨时发生裂变，有必要添加……粘在石墨上。聚偏氟乙烯(PVDF)是现在应用最广泛的粘合剂，但它有缺点，离理想材料还很远。
据悉，为了解决上述问题，北陆科技大学(JAIST)的研究团队发明了一种由双亚氨基萘醌-对亚苯基(BP)共聚物制成的新型粘合剂。首先，与PVDF粘合剂相比，BP粘合剂可以为负极提供更好的粘合力和机械稳定性。部分原因是石墨和双亚氨基萘醌基团之间的π-π相互作用，以及共聚物配体和电池铜集流体之间的优异粘附性。其次，BP共聚物比PVD更导电，可以产生更薄的导电固体电解质界面，具有更低的电阻。第三，BP共聚物不易与电解质反应，大大避免了降解。
(来源:北陆科技大学)
试验表明，BP共聚物也能大大提高电池的性能。JAIST的Noriyoshi Matsumi教授说:“使用PVDF作为粘合剂的半电池在大约500次充放电循环后只有原始容量的65%，而使用BP共聚物作为粘合剂的半电池在1700次充放电循环后仍显示出95%的容量。”
使用BP共聚物的半电池表现出极高且稳定的库仑效率，也证明了这种电池经久耐用。库仑效率是指在同一循环中放电容量与充电容量的比值。研究小组使用电子显微镜拍摄了循环前后的粘合剂。照片显示，在不到三分之一的总循环时间内，BP共聚物上仅出现小裂纹，而PVDF粘合剂上出现大裂纹。
本研究的实验和理论结果将为设计耐久的锂离子电池提供一种新的方法，从而产生深远的环境和经济效应。正如Matsumi教授所说:“发明耐用的电池将有助于开发更可靠和长期的产品，从而鼓励消费者购买昂贵的电池产品，如可以长期使用的电动汽车。”
Matsumi教授还补充说，长效电池的开发将使许多人受益，例如心脏病患者和其他依赖人工器官的人。此外，随着笔记本电脑、平板电脑、智能手机等日常充电设备越来越多，普通人也将从中受益。电极粘合剂的其他发展预计将使科学家能够生产更长寿命的电池产品，从而实现更绿色的未来。
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