韩国科学家找到了延长电动汽车电池寿命的方法

绿色和橙色标线是加入了添加剂的电池的实验结果。即使经过多次充放电，容量也基本保持不变（图片来自网络）

随着电动汽车市场的扩大，大容量动力电池的需求量也在不断增加。如果在电池中使用高纯度镍金属和硅材料，虽然可以提高电池的容量，但是高镍正极的化学性能不稳定；而使用硅材料的负极在充放电时，体积会增加和减少3倍以上，这种机械性的反复，降低了电池的寿命。

韩国蔚山科学技术院(UNIST)14日透露，能源化学工学系教授崔南淳（최남순）、郭尚奎（곽상규）和化学系教授洪成儒（홍성유）等共同组成的研究团队，通过改变现有锂离子电池的添加剂，成功地延长了电池的寿命。

该研究小组开发的添加剂，在硅材料混合的负极表面形成了一层和橡皮筋一样的柔软而有弹性的保护膜。这层保护膜具有出色的锂离子通透性（移动性），减少了由于硅材料体积的反复变化而引起的机械性过载，实现了高速充电。另外，正极内部的金属含量决定了电池的容量。添加剂能够去除电解液中的氢氟酸(HF)，防止正极内部的高纯度镍金属析出，从而保持了电池的容量。

（图片来自网络）

专家解释说，添加剂在电解液中分解后，产生活性成分（radical）。该活性成分与其他添加剂成分逐个发生反应，在硅电极表面形成柔软的高分子保护膜。形成高分子保护膜的添加剂是一种特定的结构，这种结构不能通过一般的化学反应很好地合成，所以研究团队通过中间反应的方式解决了这个问题。

研究团队在高纯度镍金属正极，和硅材料混合负极结构的大容量电池中，加入了新研发的添加剂后，进行了400次的充放电试验，电池仍然保持原来的81.5%的容量没有衰减，比传统添加剂FEC和VC的性能提高了10%~30%。
研究团队还在20分钟内，给电池进行了快速充放电100次的试验，电池容量只减少了1.9%。

该项目的技术研发得到了韩国能源技术评价院和韩国研究财团的大力支援。该研究成果已经于本月5日刊登在著名国际学术杂志《自然通讯》（Nature Communications）上。 由于研究的优秀性得到了认可，还被介绍为期刊编辑选定的“有影响力的论文（Editors‘Highlights）”。

前排左起：郭尚奎教授、崔南淳教授、洪性佑教授 后排左起：郑瑞英研究员、朴世元研究员 （图片来自网络）