美国大学联合开发新型锂离子电池粘合剂，提高储能效率

美国大学联合开发了一种用于锂离子电池的新型粘合剂，新型粘合剂不仅可以提高储能效率，还可以减少电池模块中有毒物质的使用。这种被称为褐藻酸盐的物质是从普通的、易于繁殖的褐藻中提取出来的。

根据目前的测试，海藻酸钠可以有效地提高储能能力通过海藻酸钠，研究人员可以开发出低成本、高储能的电池，电池运行时间也将延长。这种新型电池有望为建设更节能的经济做出巨大贡献，因为它将应用于电动汽车、互联网和手机，这将延长电池的运行时间，这些技术有利于环境保护，粘结剂是锂离子电池的辅助材料。它是一种聚合物化合物，用于将电极活性材料粘附到电极收集器上。对于在充放电过程中体积会膨胀和收缩的锂离子电池正负极，要求粘合剂起到一定的缓冲作用。因此，选择合适的粘合剂是非常重要的。

目前，pvdf-40在工业上得到了广泛的应用；聚偏氟乙烯&41；锂离子电池粘结剂，N-甲基吡咯烷酮为分散剂NMP，由于NMP价格昂贵，挥发温度高，有机溶剂的挥发会造成一定的环境污染，人们尝试使用其他粘结剂，现有的锂离子电池负极材料主要是石墨化碳材料。

理论上，硅的储能能力是石墨的10倍，但硅的阳极在实际应用中并不十分稳定。与粘合剂相关的挑战之一是，未来用于电池的阳极必须允许硅纳米颗粒的膨胀和收缩，而现有的电极是由聚偏二氟乙烯作为粘合剂制成的，粘合剂是由有毒溶剂制成的。与聚偏氟乙烯相比，海藻酸钠具有制造阳极时海藻酸钠可溶解于水中的优点，因此不使用甲基吡咯烷酮，可能形成清洁生产工艺。

研究人员相信，通过用海藻酸盐和水代替聚偏氟乙烯和甲基吡咯烷酮，粘合剂可以集成到现有的阳极制造系统中。海藻酸钠还可用于改善石墨阳极的性能，带来更多的充放电循环，延长电池的使用寿命。寻找合适的材料是提高锂离子电池性能的关键步骤，从而实现从汽车到手机的大规模应用。轻巧而流行的电池通过在电解液的两极之间传输锂离子来供电。

在充电和耗电过程中，如果锂离子能更有效地在两极之间移动，电池的储能效果就会更好。克莱姆森大学表示，他们目前正在寻找这种天然物质，例如生长在高颗粒盐水中的水生植物。由于电池中的电极浸没在液体电解质中，他们认为这种水生植物，特别是生长在特殊盐水中的水生植物，是天然粘合剂的良好代表。

由于海水富含离子，研究人员认为海藻酸钠是完美的天然粘合剂。试验表明，从褐藻中提取的海藻酸盐确实可以用作硅阳极的粘合剂。萃取过程可通过煮沸苏打水完成，降低了储能成本，大大提高了储能效率。由于海藻酸钠可溶于水，这意味着生产过程将更加清洁。海藻酸钠成本低，已应用于食品、制药、造纸等行业。

褐藻酸盐的羧基分布非常有序，虽然羧基也可以出现在羧甲基纤维素上，但由于其成本高且分布不均，因此并不受欢迎。据报道，除非研究人员开发出匹配的阴极，否则硅阳极的潜力无法充分发挥。这种阴极可以处理等量的锂离子。然而，即使使用现有的阴极，海藻酸钠硅阳极也可以将锂离子电池的容量增加30%到40%。