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據報道，英國倫敦帝國理工學院（ImperialCollegeLondon）的研究人員設計了聚合物電極材料，為鋰離子電池提供更好穩定性，并解決了有機電極的瓶頸，例如隨著時間的推移容量損失、離子傳輸緩慢等。

【資料圖】

目前，鋰離子電池應用規模不斷擴大，基于過渡金屬化合物的無機電極材料，在成本控制、能量密度提升和環境友好度等方面存在著一系列挑戰。相比于無機電極材料，有機電極材料具有許多優點。

然而，有機電極材料的實際應用也存在著許多實際困難，其中最突出的問題是活性分子容易溶解在有機電解液中。活性分子的“流失”會導致實測比容量低于理論值、循環穩定性差等一系列問題。

研究人員指出，他們最新研發的電極材料以氧化還原活性有機分子為特征，能夠釋放和儲存能量。聚合物顆粒溶解后與碳添加劑混合制成電池電極。

這項研究成果已于近期發表在了《美國化學學會》（ACS）上。經測試，在超過1000次的充放電循環中，新型電池電極表現出穩定的循環性能，沒有任何明顯的容量衰減。

研究人員AnqiWang說，“我們開發了一種新型聚合物電極材料，它結合了溶液加工性、氧化還原活性和亞納米孔隙。我們的分子設計方法是有機電極材料和多孔聚合物的協同結合，這是近幾十年來發展起來的。”

具體而言，聚合物電極材料具有內在的亞納米孔隙，使鋰離子在電池運行過程中能夠快速傳輸。研究人員說，這些亞納米孔的產生是它們獨特的大分子鏈結構的直接結果。

此外這些聚合物的另一個獨特特性是它們的溶液可加工性，這意味著它們可以溶解到有機溶劑中，然后加工成任何形式和形狀，作為復合材料或單獨的材料。這為它們作為電池電極的使用增加了更大的通用性和簡便性。

研究人員RuiTan表示，“該溶液處理技術適合與已經大規模應用于工業的現有電池電極制造工藝集成。”

此外，研究人員還指出，新方法還顯著改善了聚合物和碳添加劑（包括碳納米管）之間的混合和接觸。研究人員說，這種對界面的控制可以促進電極內的均勻電流分布，這是在傳統電極材料中難以實現的。

財聯社來源授權轉發