GS-YUASA開發高容量化且長壽命之SiO負極LiB

 

刊登日期:2022/7/25
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GS-YUASA加速推動以一氧化矽(SiO)做為負極之鋰離子電池(LiB)的開發,且藉由新開發的黏合劑與電解液,實現了300 Wh/kg等級之LiB高容量化與長壽命化。GS-YUASA利用新黏合劑實現了SiO負極次世代LiB的高容量化,與以聚丙烯酸(PAA)黏合劑試作出的SiO負極LiB相比,確認具有優異的容量維持率。例如在60 mAh等級之袋狀LiB電池的充放電循環測試中,利用PAA黏合劑的電池在經過500次循環後的容量保持率為38%,但以GS-YUASA新黏合劑製成之電池的容量保持率可達85%。
 
然而GS-YUASA也發現以新黏合劑製成之電池隨著充放電循環,電池的體積亦有所增加。經分析,電池膨脹的現象係來自於電解液中的氟代碳酸乙烯酯(Fluoroethylene Carbonate;FEC)在負極上形成還原分解,進而產生氣體所導致。GS-YUASA即透過利用保護負極活物質表面的電解液添加劑1,3-propene sultone,進而抑制了氣體的產生,卻也造成了電解液分解而在負極形成被膜,以致電池容量顯著降低。
 
GS-YUASA因此理解1,3-propene sultone無法同時達到抑制電池膨脹與容量降低之目的,即另行開發了新電解液,並與新黏合劑結合使用,最終實現了500循環後的電池膨脹抑制以及81%的高容量維持率。GS-YUASA未公開發表新黏合劑與電解液的市場投入時期,但今後將持續朝向LiB高容量化之目標,加速推動研發,且除了SiO負極LiB之外,亦計畫發展全固態電池、鋰硫電池之事業。

資料來源: 化學工業日報 / 材料世界網編譯
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