リチウムイオン/リチウム金属電池用水性ポリウレタン（ポリウレタンウレア）

科学分野:

• 材料科学; 電気化学; 高分子化学

背景:

• 水性ポリウレタン（WPU）および水性ポリウレタンウレア（WPUU）分散液は、二次電池向けの持続可能で水ベースの処理を提供します。これらのポリマーは、従来のバインダーやコーティングを超えて、さまざまなバッテリーコンポーネントに適した、調整可能な接着性と機械的特性を提供します。

研究 の 目的:

• WPU/WPUU化学の基本（構成ブロック、分散、形態、膜形成を含む）をレビューします。構造-プロセス-特性の観点から、バッテリー（電極バインダー、セパレーター、電解質）におけるWPU/WPUUの応用を分析します。主要な性能トレードオフを特定し、バッテリー性能を最適化するための配合ガイドラインを提供します。

主な方法:

• WPU/WPUUの基本およびバッテリー応用に関する文献レビュー。エネルギー貯蔵のためのWPU/WPUU材料における構造-特性関係の分析。配合変数とその性能への影響の検討。

主要な成果:

• WPU/WPUU化学は、リチウムイオンおよびリチウム金属電池の電極バインダー、セパレーターコーティング、高分子電解質に合わせて調整可能です。接着性と電解質吸収性、イオン伝導性と機械的強度の間には、重要なトレードオフが存在します。配合選択（セグメント選択、イオン設計、分子量、架橋）が性能に大きく影響します。

結論:

• WPU/WPUU材料は、高度なバッテリー設計に汎用性がありますが、性能指標のバランスを取るためには慎重な配合が必要です。今後の作業では、安定した界面、強化された電気化学的特性、およびリチウム金属電池（LMB）の特定の設計ガイドラインに焦点を当てるべきです。