尼龍6切片大規模生產以來,織襪子、做服裝一直是人們傳統的也是最大的應用,近期,中科院青島能源所崔光磊課題組和中科院大連化物所侯廣進研究員合作,在固態電池應用領域有了重大新發現。
手機、新能源電動車及光伏固態電池近年來得到了迅猛發展,但其界面問題備受詬病。電極和電解質之間的剛性耦合和持續的充放電會導致界面發生嚴重的微觀形變,包括結構錯位和接觸失效等,使電極材料的活性物質無法被有效利用,最終導致電池待電時間縮短,使用期過早失效。
尼龍6醇解結構示意圖
中科院新的研究發現,利用高濃的雙(三氟甲基)磺酰亞胺鋰(LiTFSI)溶液成功解開尼龍6切片的分子鏈,尼龍6的溶解正是由于酰胺鍵中的?;艿骄哂袕娐芬姿顾嵝缘年栯x子的進攻進而發生配位作用。另一方面,陰離子與陽離子以締合形式存在的同時,也與胺基以弱氫鍵的方式進行結合,從而形成了交聯網絡結構。
固態電池電解質膜結構(來自網絡)
這種獨特的結構,使尼龍6聚合物電解質呈現出高粘彈特性,正是解決固態電池界面問題所需要的。研究人員發現尼龍6電解質具有良好的電化學性能,包括室溫下較高的離子電導率(2.7×10-4 S cm-1),寬的電化學穩定性窗口(> 3 V相對于Zn/Zn2+),在Zn/LiFePO4電池中經過400次循環后,仍然保留了82%的初始容量。
這一成果的發現,使得尼龍6切片可應用于固態電池的加工,有望提高電池的放電量,提高電子設備和新能源車電池的待電時間,并提高電池的壽命。此外,這一成果也有利于啟發利用綠色溶液對其他經典聚合物(纖維素、木質素、殼聚糖)的再生與利用。
海陽科技專注尼龍6生產與研發50年,旗下“海陽“牌尼龍6切片年產能35萬噸,年對外銷售量25萬噸,相對粘度從2.0至3.8,有光、半光、尼龍6/66原位共聚等品種規格齊全,不僅為纖維、工塑、膜類應用提供各類層次的優質全新料,而且也能為固態電池新成果產業化應用提高生產與技術支撐。