侵蚀下一代有机电池寿命的溶出问题…已在电解质中找到原因！
UNIST-汉阳大学研究团队阐明溶剂与阳离子相互作用导致的溶出原理
提出电解质与有机电极结构开发等指南，论文发表于 ACS Nano
有机电池电极溶解到电解质中的现象，其成因已经被查明。
蔚山科学技术院（UNIST）能源化学工程系Kwak Wonjin教授团队与汉阳大学机械工程系Choi Junmyung教授团队通过联合研究发现，电解质中溶剂与阳离子之间的强相互作用会强化有机电池电极的溶出现象。
有机电池是将商用电池中作为电极的锂、镍等金属，替换为价格低廉、可在工厂实现无限量生产的有机物的新一代二次电池。
但由于电池电极严重发生溶解到电解质中的溶出现象，导致电池寿命较短，这一直是其商业化的重大障碍。为解决这一问题，已有多种研究成果发表，但溶出的根本原因一直未被明确厘清。
研究结果显示，溶剂与阳离子之间的强相互作用会引发共嵌入（Co-intercalation）现象。电解质是阴离子和阳离子溶解在液体溶剂中的体系，当阳离子进入电极内部的微观结构时，如果溶剂分子也被一同带入，这一现象就称为共嵌入。溶剂被带入后，会撑开电极材料内部的微结构，使电极物质更容易流出。相互作用较弱时，只发生阳离子单独进入电极的正常嵌入。
研究团队通过改变阳离子种类进行实验，并将实验结果与溶剂和阳离子之间的相互作用能的理论计算结果进行对比分析，从而揭示了上述事实。以锂、钠、钾离子分别进行实验时，使用锂离子的情况下电极厚度变得最薄，且阳离子与溶剂分子之间的相互作用能也最大。
第一作者研究员Lee Hyeonuk表示：“此前关于有机电极的研究主要集中在通过改变电极材料或结构来解决溶出问题，而本次研究的意义在于首次从根本上阐明了溶出的原因。”
Kwak Wonjin教授表示：“通过本次研究，我们首次确认电极材料的溶出并非仅由溶解度决定，而是源于电解质内部相互作用及其引发的机理变化，并据此提出了具体的电解质设计策略。”
该研究成果已于1月14日发表在全球纳米科学领域国际学术期刊《ACS Nano》上。研究工作得到了科学技术信息通信部纳米与材料技术开发项目的资助。
版权所有 © 阿视亚经济 (www.asiae.co.kr)。 未经许可不得转载。
