日本東北大学开发出无需导电助剂的聚合物电极电池
来源: 本文出自 EE Times Japan   发布时间: 2020-05-22 14:41   467 次浏览   大小:  16px  14px  12px
日本東北大学开发出无需导电助剂的聚合物电极电池

 

日本東北大学开发出无需导电助剂的聚合物电极电池
 
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期待性能进一步高效化

      日本东北大学多元物质科学研究所的小林弘明助教等人于2020年5月宣布，开发出了不使用导电助剂也能反复进行快速充放电的“聚合物电极电池”，可实现有机充电电池的高容量化和高性能化。

作为电池的电极材料，环境负荷小、资源丰富的有机材料备受关注。但是大部分有机材料都具有绝缘性。因此，作为电极使用的话，需要利用大量的导电助剂来提高其导电性。但与此同时，电极中的有机材料比率降低，能量密度也随之降低。
也有像导电性聚合物、电荷转移络合物、有机自由基盐等，表现出较高导电性的有机半导体材料，有一部分已被实用化。但是还存在合成的简便性和导电性的降低等问题，还无法达到使用水平。
科研人员此次设计出了一种“导电性传递结构”。混合两种有机分子材料时产生导电性的电荷移动现象，与充放电时的导电性有机自由基盐生成机制相结合。具体而言，把混合了有机分子材料“四氯甲烷(TTF)”和“四氯喹啉甲烷(TCNQ)”的电极与“溴化钠(NaBr)电解液”组合起来。经确认，在完全不使用导电助剂的情况下，可反复进行快速充放电，充电/放电时间约为10分钟。
TTF和TCNQ通过混合，在粒子表面产生电荷移动，并在表面显示导电性。另外，TTF和溴化物离子、TCNQ和钠离子分别形成有机自由基盐“(TTF) Brn”(0.7和“NaTCNQ”,与TTF和TCNQ相比，显示出更高的导电性。通过在电荷移动现象和有机自由基盐之间往返的导电性传递结构，即使充放电时电子状态发生了变化，电极也能够保持高导电性。