「科学的力量」一项可以降低电池成本的发明

锂电池生产车间的一角 （图片来自网络）

韩国科学家近期的一项发明，如果应用到电池生产中产生蝴蝶效应，电动汽车动力电池的成本有望进一步降低。国际学术杂志《能源存储材料（Energy Storage Materials）》网络版最近对于该研究成果做了详细的介绍。

众所周知，电池内部的电解液很容易与水发生反应而变质，因此锂离子电池的生产，必须要在空气中的水分低于1%以下的环境中进行。 但是维护整个生产车间的这样一个干燥环境，其成本是不可小觑的。

为解决这一问题，有的研究人员曾在电解质中加入添加剂，用以抑制水分和氢氟酸等杂质，但其问题是添加剂在充放电过程中会产生额外的逆反应。当电池在50℃以上的高温下工作时，微量的水分会加速降低电池的性能。 因此，要想解决这个问题，要求所使用的材料既能捕获电池内的水分，而又不会在电池内产生电化学逆反应。

韩国科学家的发明示意图 （图片来自网络）

韩国的浦项工业大学化学系的朴秀珍（박수진）教授和在读博士生孙慧彬（손혜빈）的研究团队，与蔚山科学大学刘承旼（유승민）教授的研究团队合作，一起研发出来一种多功能电池隔膜，从而使在正常的环境中稳定地组装电池成为可能。研究团队将能够捕获杂质的一种功能性物质涂在隔膜的表面，有效地解决了水分问题，同时提高了热稳定性和电池的性能。

研究团队通过实验证明了这种功能性物质在有大量杂质的电解质中的卓越效果。

一般的陶瓷物质在酸化的电解液中能够被腐蚀，但是在研究团队研发的这种合成的功能性陶瓷（ceramics）的表面附着了一层硅烷化合物，它即有效地捕获了水分，又很好地保持了陶瓷的结构。特别是，这个研究成果确认了一个事实，就是使用这种多功能性隔膜可以在普通大气环境中制造电池，完全可以去除昂贵的封闭环境。它比传统隔膜使用寿命更长，性能更稳定。

锂电池隔膜生产车间 （图片来自网络）

朴秀珍教授表示，此次开发的多功能性隔膜在高稳定性和高能量密度下表现出了卓越的电化学性能。这是世界上首次在正常环境的大气中，而不是在干燥室中制造电池， 期待这项研究成果能在降低电池成本方面发挥巨大的作用。
动力电池在电动汽车的价格构成中占了很大的比例，因此要实现电动汽车的大众化，就必须降低电池的成本。2020年诺贝尔化学奖的荣誉颁发给了研发锂离子充电电池的科学家。韩国的科学家们希望通过自己的努力也能够获得这一殊荣。

电池隔膜微观图 （图片来自网络）