佛羅里達州的威廉斯 - 想要提高鋰離子電池的使用壽命，而不是讓房子著火?台灣工業技術研究院(itri，新竹)正在提出一種快速修復解決方案：oem可以應用於電池電極的復合貼上。itri公司聲稱，通過測試資料支援，其chemsei-linker漿料使鋰離子電池的使用壽命提高到70%。工研院還表示，chemsei-linker是一種綠色技術，因為它可以在鋰離子電池使用壽命結束時更容易地**利用。
itri在分析為什麼電極似乎是導致鋰離子電池在現場失效的薄弱環節之後，設計了材料。(研究人員考慮到效能下降，而不是導致火災或**的失敗;這些失敗已被追蹤到樹突)。
在調查文獻並對其實驗室中最有可能的元凶進行測試後，工研院得出結論認為，全壽命失敗的主要原因是從第一次充電迴圈開始建立掠奪性固體電解質介面(sei)層。堆積層在電池壽命期間變厚，逐漸降低其效能，直到其工作如此糟糕以致需要更換。
工研院表示，chemsei-linker通過沉積自己的奈米級厚sei層來抑制自然積累。沉積的sei在再充電過程中排斥進一步積累，就像在鋁上沉積乙個單層的氧化物一樣，防止了更多積累，從而使鋁不生鏽。
工研院的chemsei-linker是一種具有獨特成分和結構的人造奈米級固體電解質介面，可穩定鋰電池電極，使電池壽命延長70%。
「正常的sei形成與樹木年輪相似。在每個充電週期中，電極表面發生有機電解質的不可逆電化學分解。工業材料與化學研究實驗室首席技術官潘敬平告訴「電子工程**」：「這種分解在活性材料表面堆積了乙個組成越來越複雜的層，名為固體電解質介面。在11月9日宣布之前接受採訪。「效能下降的結果是連續的sei形成。隨著sei變得更厚，鋰離子從電解質向活性材料的輸送變得更加困難。此外，sei表面上的鋰離子本身傾向於降低或嵌入在sei層內，導致游離鋰的損失。最終，這種損失導致了陽極的正向潛在轉變，導致電池無法使用。「
台灣工業技術研究院正在尋求美國專利復合貼上，oem可以應用於電池電極，以防止固體電解質介面建設，從而將電池壽命延長到70%。
為了克服這種自然過程，itri的化學家們尋找了一種能夠抑制陽極上sei層的不斷增厚的方法，並且發現有意沉積第一層sei抑制了再充電過程中更多層的生長。雖然這個過程類似於在鋁上生長單一的氧化層以防止生鏽，但是工研院的sei公式更複雜許多個數量級。正如pan所描述的，「chemsei-linker是一種整合的，多功能的，獨特的組合結構，它將有機超支化聚合物材料與矽烷型連線劑，導電新增劑和導電金屬離子無機結構材料原位結合在一起。
鋰離子電池系統嵌入材料，提供多保護機制，以提高電池供電的電子產品的效能。
當電極糊被混合時，保護膜在活性電極材料的表面上形成。在實驗室測試中，研究院研究人員發現，薄膜為正常電極膏的各種組分(如活性電極材料，導電新增劑和粘合劑)之間的介面提**力緩衝和功能保護。
「該糊劑可作為雙面精密塗層應用，並烘焙製造chemsei-接頭電極。sei膜強烈地粘附到活性電極材料上。得到的電極具有高耐久性和高穩定性，並且可以組裝成獨特的電池。chemsei-linker也可以用作膠粘劑，用於連線活性電極顆粒，導電新增劑和粘合劑。「pan說。
材料和應用過程將使鋰離子電池材料的製造成本提高7%到10%，但是對於產品壽命70%的潛在延長，這是乙個可以接受的平衡。潘指出，塗層保持放置，幾乎完好無損，在整個電池的使用壽命。
實驗室結果
除了收集關於配方效能的測試資料之外，itri還對其進行了反向設計，以解釋過程如何以及為何保留電池壽命，從而能夠在更長的時間內保持更高的能量輸出，同時還能實現更安全的操作，更高的耐壓性能更快的充電/放電週期。
「隨著能源密度越來越高的需求，電池製造商的通常技術是通過碾壓達到目標。然而，高壓軋制造成的裂紋會造成損失，「潘說。「chemsei-linker電極可將chemsei-linker的電極從85 kgf(千克力)提高到220 kgf，在標準摺疊測試後不會產生任何裂縫。此外，chemsei-linker在活性物質顆粒表面形成一層堅韌的保護層，有效防止電解質破壞顆粒。這樣可以減少充/放電過程中一次和二次顆粒中的微裂現象。「
更詳細地說，irti的生命週期測試是用標準的1c充電和1c放電在2.4到4.2伏特和25℃下進行的。結果表明，chemsei-linker改性的鋰鎳錳鈷(nmc)對稜柱電池的容量保留率在995次測試迴圈後優於97%。這一結果表明，chemsei-linker有效地保護了nmc稜柱形電池的陰極，並且能夠防止放電容量損失，將電池的潛在使用壽命延長到超過3000次充/放電迴圈。
台灣工業技術研究院正在尋求美國專利復合貼上，oem可以應用於電池電極，以防止固體電解質介面建設，從而將電池壽命延長到70%。
「chemsei-linker改造的nca [鋰鎳鈷鋁氧化物]電池的使用壽命可以達到1,400次(容量保持率為80%)，比未修改的電池壽命延長70%」，pan說。「由於dcir的增加與陽極材料表面的sei的增加成正比，所以chemsei-linker修飾也相對於未修飾的系統改進了dcir(直流內阻)。chemsei-linker表面修飾有效地保護nca陰極材料，使其在nca表面上抑制sei膜生長，從而減少累積阻力，延長使用壽命。
在工研院取得美國專利之前，工研院並沒有公布這個過程的所有細節，但潘在這段時間說的是保持更高的能量：「據我們所知，高溫環境會導致電池容量下降。原因在於活性物質的元素在高溫下電離和溶解於電解質中。[在工研院]，在55℃進行了30天的老化測試。電池容量變化的結果顯示，比較電池在老化測試後的容量恢復率為2%塗層，> 1%塗層和》 0%塗層; 相應的值分別為99%，96%和93%。此外，老化測試後比較電池的錳離子溶解量的順序為0%塗層，> 1%塗層和》 2%塗層，相應的值分別為220,120和90ppm [百萬分率]。這些結果證明，chemsei-linker可以有效地保護mcn / lmo [鋰鎳錳/鋰錳氧化物]電池的陰極，並且可以防止錳離子溶解和電池容量損失。
研究人員觀察到同樣有利的耐壓測試結果。「在正常充電和放電迴圈電壓範圍為4.2至2.5 v的情況下，chemsei-linker修改和未修改的電池在500次迴圈內表現相似。然而，chemsei-linker修改電池的放電容量高於未修改電池的放電容量;因此500次迴圈後(4.2至2.5 v)的放電範圍更高，電池容量提高了15%。
最後，工研院聲稱塗層為使用者提供了更高的安全性。pan說：「連線修飾降低了arc(絕熱量熱計)測試溫度範圍內的加熱速率。chemsei-linker改造的nca，ncm和lco電池的加熱速率分別為50,10和0.2°c / min，未改性電池的加速熱率分別為1,700,400和4°c / min。由於chemsei-linker修改可以控制熱量，所以可以防止熱失控，從而使電池更安全。
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