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6月1日，日本東麗公司官網(wǎng)對外宣布該公司已經(jīng)成功開發(fā)出用于空氣電池（見注釋1）的離子導(dǎo)電聚合物薄膜。通過將這種聚合物薄膜應(yīng)用于鋰空氣電池的隔膜，可以提高安全性并延長電池的使用壽命，從而有助于擴(kuò)大電動汽車（EV）、工業(yè)無人機(jī)、UAM（見注釋2）的續(xù)航里程等。

便攜式電子設(shè)備和固定蓄電池等民生應(yīng)用領(lǐng)域，以及電動汽車EV等車載應(yīng)用對二次電池的需求正在迅速擴(kuò)大。與此同時，為了進(jìn)一步擴(kuò)大電動汽車和工業(yè)無人機(jī)的續(xù)航里程，并在未來將UAM投入實(shí)際應(yīng)用，二次電池要求越來越輕量化、高能量密度化。

在二次電池中，尤其是正極使用空氣電極、負(fù)極使用金屬鋰的鋰空氣電池，不但重量輕，而且理論重量能量密度是傳統(tǒng)鋰離子電池10倍以上，因此備受關(guān)注。

但如果在該鋰空氣電池中使用作為一般隔膜的微多孔薄膜，在反復(fù)充放電時，當(dāng)正極和負(fù)極所使用的兩種不同的電解液混合，存在電池容易劣化等問題。另外，充電時鋰枝晶（見注釋3）析出成長，擊穿隔膜，正極和負(fù)極短路，也存在安全性下降等隱患。

針對上述背景，東麗公司通過充分利用長年培育的高耐熱芳族聚酰胺（見注釋4）聚合物的分子設(shè)計技術(shù)，設(shè)計了具有鋰離子跳躍（見注釋5）特性的新型聚合物，通過在其上與鋰鹽復(fù)合，可以在無孔的情況下獲得能夠具有3×10-5S/cm高離子傳導(dǎo)性的離子傳導(dǎo)聚合物膜。由于該產(chǎn)品沒有氣孔，因此原則上可以實(shí)現(xiàn)電解液分離和鋰枝晶抑制兩種類型。

而使用這種離子傳導(dǎo)聚合物薄膜的鋰金屬電池，在充放電循環(huán)中，已被證實(shí)比多微孔薄膜具有10倍及以上的穩(wěn)定電池工作時間。展望未來，公司將圍繞以鋰空氣電池的開發(fā)為首的下一代二次電池，不斷拓展其應(yīng)用領(lǐng)域。此外，本技術(shù)部分工作獲得了新能源和產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合開發(fā)機(jī)構(gòu)（NEDO）的資助（JPNP21005）。

東麗充分運(yùn)用“有機(jī)合成化學(xué)”、“高分子化學(xué)”、“生物技術(shù)”和“納米技術(shù)”等核心技術(shù)，推進(jìn)有本質(zhì)性改變社會力量的創(chuàng)新材料的研究、技術(shù)開發(fā)，以致力于實(shí)現(xiàn)企業(yè)理念“通過創(chuàng)造新的價值為社會做出貢獻(xiàn)”。

【注釋說明】

1） 空氣電池：是指以氧氣為正極活性物質(zhì)（傳遞電子的物質(zhì)），金屬為負(fù)極活性物質(zhì)的電池。

2） UAM：城市空中交通的簡稱，是利用空中運(yùn)輸人員和貨物的新型城市交通系統(tǒng)的總稱。

3） 鋰枝晶：是通過電池充電而結(jié)晶成長的鋰樹枝狀結(jié)晶。鋰枝晶生長后，會引起電池性能的下降和內(nèi)部的短路。

4） 芳族聚酰胺：又稱芳綸，是一種具有優(yōu)異耐熱性和剛性的高功能聚合物，在薄膜領(lǐng)域中，東麗是世界上唯一一家在薄膜領(lǐng)域以 Mictron® 品牌將其商業(yè)化的公司。除了利用批量生產(chǎn)的薄膜中最高的剛性，它被廣泛用作數(shù)據(jù)存儲磁帶之外，它還被用作薄膜電路材料，因?yàn)樗哂袃H次于聚酰亞胺的耐熱性。

5） 跳躍：鋰離子在膜中形成的相鄰位置之間跳躍移動的離子傳導(dǎo)。