得益於新型凝膠電解質，長續航電動汽車電池的使用壽命可延長 2.8 倍

UNIST 附屬研究小組提出了一種凝膠狀材料，可以延長專為長途旅行設計的高壓電動汽車 (EV) 電池的壽命並提高其安全性。

這種創新電解質可有效防止活性氧 (ROS) 的形成，而活性氧是電池老化的主要原因，從而使電池壽命延長 2.8 倍，膨脹減少六分之一。

由UNIST能源與化學工程學院Hyun-Kon Song教授領導，與韓國化學技術研究所（KRICT）的So-Hyun Jung博士和韓國電子技術研究所（KETI）的Chihyun Hwang博士合作，研究小組開發了一種基於蒽的半固體凝膠電解質（An-PVA-CN），一種凝膠聚合物電解質（GPE），它從根本上阻止了電極中ROS的釋放。高壓充電時。

結論 發表於 先進能源材料。

充電電壓高於 4.4V 的高壓鋰離子電池 (LIB) 可以存儲更多能量，但也會帶來風險。電壓升高會使富鎳陰極中的氧氣不穩定，將其轉化為活性氧，釋放出氣體，增加爆炸風險並縮短電池壽命。

新電解質的蒽成分與不穩定的表面氧結合，防止ROS（稱為孤氧）的形成（圖1）。¹關於₂），作為進一步降解的種子。此外，蒽捕獲並去除現有的活性氧，提供雙倍的保護。

另一個關鍵成分是腈基（-CN），可穩定陰極的鎳金屬，防止充電過程中的溶解和結構變形。

第一作者 Jeongin Lee 解釋說：“這項研究的不同之處在於，它直接從源頭阻止 ROS 的形成。以前的方法要么在 ROS 形成後中和它們，要么操縱電極來抑制氧氣釋放。”

配備這種電解液的電池在4.55V高電壓下進行500次充放電循環後，容量仍保持在81%以下，而傳統電池僅在180次循環後容量就下降到80%以下。

這表明預期壽命幾乎增加了三倍。此外，氣體逸出和膨脹顯著減少；電解質凝膠將膨脹限制在約 13 微米，而傳統電池的膨脹為 85 微米，從而減少了約六倍。

宋教授說：“這項研究表明，高壓電池中的氧反應可以在電解質設計階段得到控制。這一原理可以應用於航空航天應用和大型儲能係統的輕質鋰離子電池的開發。”