东丽新型石墨烯材料让电池寿命增至1.5倍
2021/04/19
东丽日前开发出了锂电池导电助剂等使用的石墨烯(薄膜状碳分子)的新产品。石墨烯在高浓度下容易变为粘土状,成为涂布和混合时的课题。新产品在高浓度下也能保持液体状态,容易在电池正极材料等之上涂布,能将电池的寿命提高至1.5倍。东丽力争通过尽早量产化,在2030年之前使这种材料的销售额达到100亿日元。
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东丽的新材料 |
石墨烯是碳原子结合为蜂巢状的薄膜或薄膜的堆叠物。把石墨烯掺入电池的电极,会成为获得高输出功率和容量的导电助剂。助剂也可以使用石墨碳,但由于石墨碳呈现球状,作为正极材料只能通过点来接触。而石墨烯为薄膜状,能以平面来接触,能提高导电性。
东丽放弃在基板上生成石墨烯的传统方法,开发出利用氧化来剥离廉价的石墨原料,再进行还原的方法。与此前相比,能以低成本将石墨烯的厚度降至3纳米以下。
石墨烯越薄,越容易掺入其他材料,但如果达到高浓度将变为粘土状,流动性恶化。因此,石墨烯虽然需要在稀释之后使用,但变为低浓度后又无法发挥提高导电性的特点,这成为课题。
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东丽的新材料 |
东丽3月开发出了在分散材料中添加自主高分子材料、灵活控制石墨烯粘度的技术。使石墨烯在高浓度下也保持液体状,能提高流动性,无需进行稀释(导致性能下降)即可涂布。
提高电池性能的辅助剂目前多使用碳纳米管(CNT)。这是一种碳原子结合为蜂巢状的筒(软管)状结构。此次开发的石墨烯与碳纳米管相比,容易掺入电极,能长时间维持导电性。
东丽已确认,如用于纯电动汽车用的锂电池材料,采用石墨烯的情况与采用碳纳米管的情况相比,寿命能延长至1.5倍。
东丽的开发负责人表示,“还希望(把石墨烯材料)应用于新一代全固态电池等”,计划今后推进评估。
除了用于电池的辅助材料以外,石墨烯还可以作为布线材料使用。涂布此次开发的石墨烯并进行干燥后,石墨烯薄膜会堆叠形成具有导电性的致密薄膜。据称可形成不会像金属那样生锈的碳布线。有望用于广泛用途,例如作为防锈涂料使用。
日本经济新闻(中文版:日经中文网)名古屋支社 福本裕贵
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