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尼龍6切片固態(tài)電池應(yīng)用的重大發(fā)現(xiàn)

來(lái)源：www.taoyku.cn發(fā)布日期 2020-12-21

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      尼龍6切片大規(guī)模生產(chǎn)以來(lái)，織襪子、做服裝一直是人們傳統(tǒng)的也是最大的應(yīng)用，近期，中科院青島能源所崔光磊課題組和中科院大連化物所侯廣進(jìn)研究員合作，在固態(tài)電池應(yīng)用領(lǐng)域有了重大新發(fā)現(xiàn)。

      手機(jī)、新能源電動(dòng)車及光伏固態(tài)電池近年來(lái)得到了迅猛發(fā)展，但其界面問(wèn)題備受詬病。電極和電解質(zhì)之間的剛性耦合和持續(xù)的充放電會(huì)導(dǎo)致界面發(fā)生嚴(yán)重的微觀形變，包括結(jié)構(gòu)錯(cuò)位和接觸失效等，使電極材料的活性物質(zhì)無(wú)法被有效利用，最終導(dǎo)致電池待電時(shí)間縮短，使用期過(guò)早失效。

尼龍6醇解結(jié)構(gòu)示意圖

      中科院新的研究發(fā)現(xiàn)，利用高濃的雙（三氟甲基）磺酰亞胺鋰（LiTFSI）溶液成功解開(kāi)尼龍6切片的分子鏈，尼龍6的溶解正是由于酰胺鍵中的酰基受到具有強(qiáng)路易斯酸性的陽(yáng)離子的進(jìn)攻進(jìn)而發(fā)生配位作用。另一方面，陰離子與陽(yáng)離子以締合形式存在的同時(shí)，也與胺基以弱氫鍵的方式進(jìn)行結(jié)合，從而形成了交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。

固態(tài)電池電解質(zhì)膜結(jié)構(gòu)（來(lái)自網(wǎng)絡(luò)）

      這種獨(dú)特的結(jié)構(gòu)，使尼龍6聚合物電解質(zhì)呈現(xiàn)出高粘彈特性，正是解決固態(tài)電池界面問(wèn)題所需要的。研究人員發(fā)現(xiàn)尼龍6電解質(zhì)具有良好的電化學(xué)性能，包括室溫下較高的離子電導(dǎo)率（2.7×10-4 S cm-1），寬的電化學(xué)穩(wěn)定性窗口（> 3 V相對(duì)于Zn/Zn2+），在Zn/LiFePO4電池中經(jīng)過(guò)400次循環(huán)后，仍然保留了82%的初始容量。

      這一成果的發(fā)現(xiàn)，使得尼龍6切片可應(yīng)用于固態(tài)電池的加工，有望提高電池的放電量，提高電子設(shè)備和新能源車電池的待電時(shí)間，并提高電池的壽命。此外，這一成果也有利于啟發(fā)利用綠色溶液對(duì)其他經(jīng)典聚合物（纖維素、木質(zhì)素、殼聚糖）的再生與利用。

      海陽(yáng)科技專注尼龍6生產(chǎn)與研發(fā)50年，旗下“海陽(yáng)“牌尼龍6切片年產(chǎn)能35萬(wàn)噸，年對(duì)外銷售量25萬(wàn)噸，相對(duì)粘度從2.0至3.8，有光、半光、尼龍6/66原位共聚等品種規(guī)格齊全，不僅為纖維、工塑、膜類應(yīng)用提供各類層次的優(yōu)質(zhì)全新料，而且也能為固態(tài)電池新成果產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用提高生產(chǎn)與技術(shù)支撐。