独家|固态电解质新突破，为全固态电池更安全便宜铺平道路
独家|固态电解质新突破，为全固态电池更安全便宜铺平道路
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近日，日本东北大学（Tohoku University）研发出一种新型聚合物固体电解质，为制造更安全便宜的全固态电池铺平道路。
日本东北大学 在2020和2021年的英国《泰晤士世界大学排名》名列全日本第1名。东北大学最著名的一位诺贝尔奖获得者是2002年诺贝尔化学奖得主 田中耕一 。田中耕一可能是诺贝尔化学奖最传奇的获奖者之一，他获奖时只有本科学历，是化学奖多年的特例。他的获奖技术“软激光脱附法”是来源于他的一次偶然失误。他本想把丙酮来悬浮超细金属粉末，却错误的放入了甘油。而这一失误，竟然使得田中耕一发现，这种混合物可以将要检测的维生素B12可以电离而不失去结构。之后，他所工作的岛津制作所为这一发现申请了专利。而我国的文豪鲁迅也曾经在这所大学学习。
言归正传。 聚合物电解质如聚乙二醇 (PEG) 被认为是一种可以替代当前锂离子电池中有机电解液的物质。但是，基于PEG的聚合物电解质在室温会结晶，而造成离子电导率显著下降，只有10 -6 S/cm。
为了解决这一问题，东北大学的研究人员将具有数微米孔隙的多孔聚合物膜与可光交联的聚乙二醇PEG基聚合物电解质相结合，发明了一种新型聚合物固体电解质。
这种 聚合物固体电解质的电化学窗口 可以达到4.7V， 锂离子迁移数达到了0.39 ，而 离子电导率提高了2个数量级，达到了10 -4 S/cm，这和当前有机液态电解质相当。
值得注意的是，这种 聚合物固体电解质由于包含 多孔膜，可以阻止锂枝晶的形成。通常锂枝晶被认为是锂电池起火的重要原因。
图1： 聚合物固体电解质实拍，扫描电镜和结构示意图
图1是这种 聚合物固体电解质实拍，扫描电镜和结构示意图。 这一研究成果发表在iscience期刊上。文章题目为用六方排列的多孔膜杂化物提高光交联聚合物的离子电导率和锂离子传输（Increasing the ionic conductivity and lithium-ion transport of photo-cross-linked polymer with hexagonal arranged porous film hybrids）
“康桥电池能源CamCellLab”公众号认为： 如果这种固体电解质能够以低成本扩大制造规模，可以为更安全便宜全固态电池铺平道路。
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