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东丽开发离子导电聚合物膜可显著延长车辆续航里程

盖世汽车钟群 2024-03-21 19:30:27

盖世汽车讯 3月10日，日本东丽工业公司（Toray Industries）宣布开发出离子导电聚合物膜，其离子导电率是前代产品的10倍。该新产品可以加速固态电池、锂空气电池和其他锂金属电池的部署，从而大大扩展电动汽车、工业无人机、城市空中交通系统和其他交通方式的续航里程。

图片来源：Toray Industries

随着市场不断向电动移动出行的转变，对能量密度更高的锂离子电池的需求也在不断增加。因此，人们正在努力开发锂金属电池，其阳极可实现最高的理论能量容量。

锂金属的挑战在于其高表面反应性，以及在充放电循环过程中与溶解和沉淀形态相关的稳定性问题。其显著缺点是锂枝晶的生长，这可能会导致短路。在采用固体电解质的电池中，金属锂阳极也存在类似的问题，目前尚未得到实际应用。

东丽开发的聚合物膜通过跳跃传导提供离子导电性。这种机制可使锂离子在聚合物膜内的相互作用位点之间穿行，从而有效地跨位点跳跃。这种膜仍然是无孔的。这一突破得益于该公司在分子设计技术方面的专业知识，特别是在芳纶聚合物领域钻研多年的专业知识。

图片来源：Toray Industries

据东丽估计，增强跳跃位点结构并设计具有更多跳跃位点的新型聚合物，可为跳跃导电聚合物膜提供10-4 S/cm范围内的最高离子导电率。东丽证实，该聚合物膜可有效用作锂金属表面的保护膜，以克服上述问题，并可延长使用锂金属锂阳极的电池的使用寿命。

东丽与日本三重大学工学部（Graduate School of Engineering at Mie University）的Nobuyuki Imanishi教授联合研究，首次验证了使用这种聚合物膜作为隔膜的双组分锂空气电池实现了100次充放电循环。东丽将加快研究，以迅速建立固态电池、空气电池和其他先进电池的应用技术。