一种新型聚合物共混物能让电池电极在水中分离,同时在反复充电过程中保持性能。

加州大学圣迭戈分校和丰田北美研究所的研究人员开发出一种无氟黏结剂,可使锂离子电池更易于制造和回收,同时不损害性能。
这种新型黏结剂在电池生产过程中使用水而非有毒溶剂。
它还能让有价值的电极材料仅通过浸泡在水中即可回收,无需使用强腐蚀性化学品或高温处理来去除黏结剂。
在实验室测试中,使用这种新材料制造的电池初始性能与传统锂离子电池相当,并且在经历数百至数千次充电循环后,容量保持时间更长。
随着锂离子电池需求持续增长,这项研究为减少制造废弃物、降低能耗和回收成本提供了一条潜在途径。
替代有毒电池成分
黏结剂是类似胶水的材料,负责将电极颗粒粘合在一起,并将其附着在电池内部的薄金属箔上。
尽管黏结剂在电池重量中占比很小,但它们在制造、耐用性和回收方面发挥着重要作用。
传统锂离子电池通常使用含氟黏结剂,因为它们具有强粘附性,并能在反复充放电过程中保持稳定。
然而,这些材料在制造过程中需要使用有毒溶剂。
随后还要用大型烘箱干燥电极,并经过额外工序回收和提纯溶剂。
“这些额外步骤显著增加了电池制造的成本和能耗,也加重了环境影响,”该研究第一作者、加州大学圣迭戈分校博士后研究员林娇(音译)说。
这些黏结剂在回收过程中也会带来问题,因为它们会留下残留物,需要高温或腐蚀性化学品才能去除。
为应对这些挑战,研究人员将两种廉价聚合物结合起来:提供柔韧性的聚丙烯酸,以及一种植物来源、可提高强度和粘附性的羧甲基纤维素。
研究人员先将这些聚合物溶于水,然后加入柠檬酸,使其通过化学方式连接成增强网络。
这种结构赋予黏结剂与传统含氟材料竞争所需的强度、稳定性和柔韧性。
水简化电池回收
研究人员用多种电极材料测试了这种黏结剂,包括磷酸铁锂和富镍正极,以及石墨和硅负极。
使用这种新型黏结剂制造的电池,其初始性能与传统电池相当。
在一些测试中,它们在经历数百至数千次充电循环后还表现出更好的容量保持率。
随后,研究团队研究了这种材料是否能简化电池回收。
研究人员没有使用高温或腐蚀性化学品,而是拆解电池,并将电极浸泡在水中。
黏结剂溶解后,电极涂层能够干净地从金属箔上分离,且不留残留物。
研究人员通过直接回收工艺再生了回收的电极材料,并用其制造新电池。
回收电池的性能与使用传统含氟黏结剂回收材料制造的电池相当。
研究人员现在计划针对不同电池化学体系优化这种黏结剂,并扩大生产规模以用于商业制造。
他们还在与行业伙伴探索商业化。
该研究发表在《自然·通讯》上。
10月10日,安庆经开区一家卫星制造企业生产车间。
中新社记者 张强 摄 “这是安徽省唯一经国家发展改革委核准的年产100颗卫星智能制造产线,目前已具备投产条件,今年四季度正式投产,年底前首颗‘安庆造’卫星将下线出厂。
”据西光航天科技(安徽)有限公司公共事务总监赵文强介绍,这条产线可兼顾遥感、通信、导航、算力及深空探测等多领域卫星柔性生产。
“我们将积极参与‘安徽星、安徽造’工程,承担天启星座、天合星座等省内卫星生产任务,并建设长三角高光谱数据运营中心。
”赵文强说。
造星之外,安庆的火箭制造同样快马加鞭。
安徽空间致航科技有限公司研制的运载能力达4吨的液体火箭“致航一号”,已完成生产及发射前期准备工作,计划年内发射。
“安庆正在补齐‘星箭一体’的关键拼图。
”安庆经开区投资促进二局局长汪天云说,截至目前,该区已签约商业航天重点项目8个、总投资超29亿元人民币,涵盖年产20发可回收液体火箭、高光谱卫星产线、低轨互联网通信卫星及终端制造、航天导电滑环等,初步构建起火箭生产、卫星制造、卫星应用、航天材料等多板块协同的产业链。
10月10日,安庆经开区一家卫星制造企业展厅展示的产品。
中新社记者 张强 摄 产业集聚的背后,是一套“顶格推进”的服务机制。
安庆市级层面成立空天信息产业专班,市领导带队外出招商,不定期召开调度会解决项目堵点。
当地连续四年举办“院士暨知名专家新年恳谈会”,依托安庆籍航天领域院士专家成立产业咨询委员会,为项目决策和技术研发提供智力支持。
10月10日,媒体记者在安庆经开区一家卫星制造企业展厅参观。
中新社记者 张强 摄 安庆的实践,是安徽空天信息产业加速崛起的缩影。
2026年4月,该省印发的《加快发展商业航天产业行动方案(2026—2028年)》提出,预计到2028年该省商业航天产业规模将突破700亿元人民币。
同时明确,构建“四城联动”布局:合肥主攻卫星平台与数据应用,蚌埠、池州重点发展可重复使用火箭及发动机测试,安庆重点发展整星制造。
(完)
这些操作,出现在日本知名制造企业的调查材料中。
比一次造假更令人警惕的,是违规持续多年,涉及多个产品和检测环节,内部监督却长期未能阻止。
几份公开调查报告,已经把问题摆到了台面上。
先看大发汽车。
2023年12月20日,大发公布第三方调查结果:除此前披露的问题外,又发现25个测试项目中的174起违规,涉及64款车型和3款发动机,包括已经停产的产品。
调查确认,最早的违规可以追溯到1989年,2014年以后违规数量增加。
其中一个细节很具体。
大发Rocky和丰田Raize混动车型的柱侧碰撞认证,需要提交左右两侧的测试数据。
调查报告记载,右侧测试没有按要求完成,工作人员便把左侧测试结果当成右侧结果提交。
另有测试车的车门内饰被提前加工,以避免碰撞后出现尖锐边缘;这种加工与量产车并不一致。
消费者买到的车辆,与用于取得认证的测试条件出现差异,认证制度的可信度也随之受损。
接着,问题延伸到了丰田自身。
2024年6月,丰田披露7款车型存在认证问题。
7月5日,公司宣布完成过去十年日本国内车型认证调查,没有发现新增案例。
但7月31日,日本国土交通省公布现场检查结果,又认定7款车型存在违规,合计达到14款。
监管部门还指出,丰田对其中两款车型的事实情况没有正确报告,并依法发出整改命令,要求一个月内提交防止再次发生的措施。
企业自查结束,监管检查却继续发现问题。
这让外界需要追问:内部检查究竟能不能发现自身的违规? 汽车之外,船舶发动机也出现了类似情况。
2024年8月21日,川崎重工公告称,对674台受氮氧化物排放法规约束的船用发动机开展调查后,确认其中673台二冲程发动机存在数据改写。
公司承认,为把燃料消耗率控制在客户规格允许范围内,以及减少数据波动,工作人员操作检测装置、改写数据。
公司同时说明,当时尚未确认影响安全性的情况,排放法规方面的影响仍需调查。
造假的法律后果,也已经落到企业身上。
2025年3月19日,美国环保署和司法部公布,法院接受日野汽车的认罪,并判处5.2176亿美元刑事罚款,另作出10.87亿美元的没收金钱判决。
法院材料显示,日野工程师长期修改排放数据、违规开展测试,甚至在没有进行实际测试时编造数据。
2010年至2022年,公司进口并销售超过10.5万台不符合美国排放标准的发动机。
日野还被判处五年缓刑,其间禁止向美国进口自己制造的柴油发动机。
这些事件为什么会反复发生?调查报告提供了比“工匠精神失落”更具体的答案。
大发第三方报告指出,过紧且缺乏弹性的开发进度,给认证人员带来巨大压力;管理人员缺乏对现场工作的了解,检查机制不足,专业部门的工作又不够透明。
报告没有发现高层普遍指使或默许造假的证据,但将事件根源指向管理问题。
丰田也承认,内部规则不清、认证资源管理不足,以及管理层对认证流程理解和参与不足,是事件发生的因素。
因此,“系统性”不能被简单理解成所有企业集体串通。
它更值得警惕的含义是:进度压力、检测操作、内部复核和管理监督同时出现缺口,让违规能够反复发生。
也必须把边界讲清楚。
认证造假不等于每件产品都已被证实不安全。
日本国土交通省在2024年7月确认,丰田此前报告涉及的7款车型全部符合相关标准,并解除其中3款在产车型的出货停止指令。
但事后确认达标,不能抹去此前违反认证规则的事实。
日本制造被动摇的,是品牌名声足以替代检验的“神话”。
当多年积累的信誉遇上被修改的数据,消费者需要的答案很具体:测试是否如实进行,记录是否能够追溯,违规是否有人负责。
一张合格证的分量,最终取决于它背后的每一次检验。