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东丽推出新一代“锂-空气电池”，有助于提高电池的安全性和寿命

2022-11-24 10:13:25 来源：Toray Industries, Inc

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简介：日本东丽公司是世界上最早从事反渗透膜技术开发的企业之一，早在二十世纪60年代就开始了膜技术的研究，从原材料的选用、制膜技术的开发以及膜元件构造的设计等。近日，日本东丽宣布开发出了有望用于纯电汽车的新一代“锂-空气电池”用离子导电聚合物隔膜（绝缘膜），同时东丽表示该隔膜也可用于现有锂电池（锂资源提取与锂离子电池回收利用新技术专题培训班）产品，有助于提高电池的安全性和寿命，并延长电动汽车的续航里程。

日本东丽公司是世界上最早从事反渗透膜技术开发的企业之一，早在二十世纪60年代就开始了膜技术的研究，从原材料的选用、制膜技术的开发以及膜元件构造的设计等。近日，日本东丽宣布开发出了有望用于纯电汽车的新一代“锂-空气电池”用离子导电聚合物隔膜（绝缘膜），同时东丽表示该隔膜也可用于现有锂电池（锂资源提取与锂离子电池回收利用新技术专题培训班）产品，有助于提高电池的安全性和寿命，并延长电动汽车的续航里程。

离子导电聚合物膜（图片来源：东丽公司）

锂-空气电池是一种以锂作负极，以空气中的氧气作为正极反应物的电池。比起传统锂离子电池，锂空气电池质量更轻，理论比能量密度比现有锂电池可以高出10倍。

该电池在放电时，负极的锂转变为Li+穿过电解质材料，在正极与氧气、以及电子结合生成Li2O或者Li2O2；充电时，Li+由正极的水性电解液穿过固体电解质到达负极表面，在负极表面发生反应生成金属Li。

锂-空气电池原理图解图片来源：网络

全球包括剑桥大学、日本国家材料科学研究所、通用、软银等多个机构在推进项目开发，并预计到2030年锂-空气电池将有望进入商用，续航可能超过1500公里以上。

这么好的电池，其实在21世纪初即被提出，但是为什么至今都未普及？

主要原因是这类电池中常用的微孔隔膜经过反复充放电循环后，正负极使用的不同电解质会混合在一起，以至于循环次数极低。此外就是锂枝晶问题影响电池的安全。此次东丽采用高耐热芳纶聚合物，设计了一种可以实现锂离子跳跃（指传导时锂离子在相邻位点之间跃迁）的隔膜，其具有高达3×10-5S/cm的电导率，这使得电池能够在薄膜无孔的情况下工作，从而实现两种类型的电解质完全分离，并抑制锂枝晶形成。

使用该离子导电聚合物薄膜的锂金属电池，在充放电循环中的稳定运行时间，比使用微孔薄膜的电池长10倍。并且该种新技术也有望用于现有充电电池，以及锂金属电池。

早就听说很多团队在研究芳纶隔膜，泰和新材此前也表示自家芳纶产品有望用于固态电池（锂资源提取与锂离子电池回收利用新技术专题培训班），没想到效果会如此好，堪称颠覆性。

不过，想想做出它的是东丽，也就不奇怪了，毕竟它曾是全球锂电隔膜霸主之一，此次新品剑指下一代电池，国内企业也要在当下的“热火朝天”中，抽空看看未来喔。