日本信州大学利用超薄氟硅烷涂层 研发大容量锂离子电池

据外媒报道，日本长野信州大学（Shinshu University in Nagano）的研发人员正在研发一款纤薄的大容量锂离子电池，或能开启电动车储能系统新研究领域。

锂离子电池可存储大量的电能，但随着使用时间的延长，其存储容量将出现衰减。为应对该问题，Zettsu与同事检验了高压（>4.8 V, vs Li+/Li）阴极的电性能及电化学性能，因为电子从阴极进入电池电芯。

Zettsu还利用自组装的单分子层（monolayer）来对电池的表面进行调整，这或将成为新的研究趋势。他的团队在阴极表面涂敷了超薄的氟硅烷（fluoroalkyl-silane），后者是一种硅质材料，可对其自身进行最高效的分子排布，传输锂离子并绝缘电子，同时保留一个原子层。

研究人员看到了阴极与电解质的直接接触被降低最低幅度，即使使用上百次，其电池容量也不会出现衰减。

Zettsu表示：“该自组装单层积聚涂层可降低锂离子传输时的反应活化障壁（activation barrier）并稳定表面附近的离子，后者将受到电极与电解质接口处电化学反应的影响。表面稳定涂层（surface stabilization coatings）是一款高压阴极材料研发用的重要技术，不存在效能与稳定性难以兼顾这一电化学性能短板限制。”

然而，Zettsu表示，目前还需要详尽地检验表面涂层对整套电池系统所造成的影响，从而更好地理解任何潜在的负面副作用（negative side-effects）。

Zettsu计划于2022年将该技术投入市场，信州大学将与车企及电池制造商开展合作，旨在创建更为环保的高能电池。

Zettsu表示：“由于全球环保法规的要求，全球汽车业正在大力发展纯电动车及混动车，这已是大势所趋。为此，需要为电动车提供性能优异的锂离子电池。目前，公司正致力于用涂层加工工艺打造插电式混动车及纯电动车所用的电池电芯并开展自动驾驶测试。”（本文图片选自phys.org）