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東麗新型石墨烯材料讓電池壽命增至1.5倍

2021/04/19

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  東麗日前開發出了鋰電池導電助劑等使用的石墨烯(薄膜狀碳分子)的新産品。石墨烯在高濃度下容易變為粘土狀,成為塗佈和混合時的課題。新産品在高濃度下也能保持液體狀態,容易在電池正極材料等之上塗佈,能將電池的壽命提高至1.5倍。東麗力爭通過儘早量産化,在2030年之前使這種材料的銷售額達到100億日元。

     

東麗的新材料

    

  石墨烯是碳原子結合為蜂巢狀的薄膜或薄膜的堆疊物。把石墨烯摻入電池的電極,會成為獲得高輸出功率和容量的導電助劑。助劑也可以使用石墨碳,但由於石墨碳呈現球狀,作為正極材料只能通過點來接觸。而石墨烯為薄膜狀,能以平面來接觸,能提高導電性。

    

  東麗放棄在基板上生成石墨烯的傳統方法,開發出利用氧化來剝離廉價的石墨原料,再進行還原的方法。與此前相比,能以低成本將石墨烯的厚度降至3奈米以下。

    

  石墨烯越薄,越容易摻入其他材料,但如果達到高濃度將變為粘土狀,流動性惡化。因此,石墨烯雖然需要在稀釋之後使用,但變為低濃度後又無法發揮提高導電性的特點,這成為課題。  

      

東麗的新材料

        

  東麗3月開發出了在分散材料中添加自主高分子材料、靈活控制石墨烯黏度的技術。使石墨烯在高濃度下也保持液體狀,能提高流動性,無需進行稀釋(導致性能下降)即可塗佈。

   

  提高電池性能的輔助劑目前多使用碳奈米管(CNT)。這是一種碳原子結合為蜂巢狀的筒(軟管)狀結構。此次開發的石墨烯與碳奈米管相比,容易摻入電極,能長時間維持導電性。

           

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