固体電解質

電気自動車の開発が本格化しており、動力用バッテリーは最も重要な部品の 1 つです。その開発は、電気自動車のバッテリー寿命と安全性に決定的な影響を与えます。最近では、全固体電池、SVOLT のゼリー電池、NIO のニッケル 55 三元セル、リチウムを補うためにシリコンをドープした IM モーター、CTP/CTC 技術などの用語をよく耳にします。実際、非常に多くの技術的方向性があるため、基本的な目的はバッテリーのエネルギー密度と安全性を向上させることです。この記事では、エディターがそれに関連する技術的なパスを整理します。 エネルギー密度と安全性を向上させる方法 エンジニアは、バッテリー セルの密度を高めることと、システム (バッテリー パック) の密度を高めることの 2 つの同様の方法を使用して、バッテリー パックのエネルギー密度を高めるために頭を悩ませました。もちろん、エネルギー密度を向上さ...

全固体リチウム電池用MOF/ポリ(エチレンオキサイド)複合高分子電解質 リャン・フェンチン、ウェン・ジャオイン 1. エネルギー変換用材料の CAS キー研究所、上海陶磁器研究所、中国科学院、上海 200050、中国 2. 中国科学院大学材料科学およびオプトエレクトロニクス工学センター、北京 100049、中国 概要 高い柔軟性と加工性を備えた固体高分子電解質 (SPE) により、さまざまな形状の漏れのない固体電池の製造が可能になります。ただし、SPE は通常、イオン伝導率が低く、リチウム金属アノードとの安定性が低いという問題があります。ここでは、ナノサイズの有機金属フレームワーク (MOF) 材料 (UiO-66) をポリ(エチレンオキシド) (PEO) ポリマー電解質のフィラーとして提案します。UiO-66 と PEO 鎖の酸素との配位、および UiO-66 とリチウム塩との相互作用に...

Na3Zr2Si2PO12セラミック Naイオン電池用電解質：スプレードライ法による調製とその方法 プロパティ 著者李文凱、趙寧、BI志傑、郭祥新。 Na3Zr2Si2PO12 Naイオン電池用セラミック電解質: を使用した調製 噴霧乾燥法とその性質 無機材料ジャーナル、2022、37(2): 189-196 DOI:10.15541/jim20210486 要約 Naイオン電池は現在、可燃性および爆発性の有機物を使用しています。 電解質、高性能ナトリウムイオン固体の開発が急務となっている より安全で実用的な用途を実現する電解液。 Na3Zr2Si2PO12 はその 1 つです。 広い電気化学ウィンドウを備えた最も有望な固体ナトリウム電解質、 高い機械的強度、優れた空気安定性、および高いイオン伝導性。 しかし、セラミック粒子とバインダーが不均一に混合されるため、 グリーンボディ内の細孔が非...

セルギー・カルナウスら。全固体電池: 整備士の重要な役割。科学。 381、1300 (2023). リチウム金属アノードを備えた固体電池には、より高いエネルギー密度、より長い寿命、より広い動作温度、および安全性の向上の可能性があります。研究の大部分は、材料と界面の輸送速度論と電気化学的安定性の改善に焦点を当てていますが、材料力学の調査を必要とする重大な課題もあります。固体-固体界面を備えた電池では、機械的接触、および固体電池の動作中の応力の発生が、これらの界面での安定した電荷移動を維持するための電気化学的安定性と同じくらい重要になります。このレビューでは、通常および長期のバッテリー サイクルから生じるストレスと歪み、およびストレス軽減のための関連メカニズムに焦点を当てます。その一部はバッテリーの故障につながります。 背景 全固体電池 (SSB) には、日常の電話や電気自動車に使用されている...

最近の進捗状況 硫化物系全固体リチウム電池用負極 →パート 1 リチウム金属負極 著者: JIA Linan、DU Yibo、GUO Bangjun、ZHANG Xi １．学校 上海交通大学機械工学科、上海 200241、中国 ２．上海 伊利新エネルギー技術有限公司、上海 201306、中国 要約 全固体リチウム電池 (ASSLB) はより高いエネルギー密度を示す 現在主流の液体リチウム電池よりも安全性が高い 次世代エネルギー貯蔵デバイスの研究の方向性。と比較して 他の固体電解質、硫化物固体電解質 (SSE) には、 超高イオン伝導率、低硬度、容易な特性 加工性と良好な界面接触は、最も有望な要素の 1 つです。 全固体電池実現への道筋。ただし、いくつかあります。 アノードと SSE の間の界面の問題により、用途が制限されます。 界面副反応、剛性接触不良、リチウムデンドライトなど。これ この...

前回の記事の続き 最近の進捗状況 硫化物系全固体リチウム電池用負極 ââ パート 2 その他 陽極 著者: JIA Linan、DU Yibo、GUO Bangjun、ZHANG Xi １．学校 上海交通大学機械工学科、上海、200241、中国 2．上海 伊利新エネルギー技術有限公司、上海 201306、中国 リチウム合金負極 界面副反応が激しいため、 純粋なリチウムをそのまま硫化物固体電解質に利用することは困難です。 短期的には、リチウム合金材料がより魅力的な選択肢となります。 金属リチウム負極と比較して、リチウム合金負極は性能を向上させることができます。 界面濡れ性、界面副反応の発生を抑制、 固体電解質の化学的および機械的安定性を向上させる 界面を保護し、リチウム樹枝状結晶の成長による短絡を回避します。で 同時に、液体リチウムイオン電池と比較して、合金アノードは 全固体電池のエネルギー...

著者: XIA Qiuying、SUN Shuo、ZAN Feng、XU Jing、XIA Hui 材料学部 南京科学技術大学理工学部、南京 210094、中国 要約 全固体薄膜リチウム電池（TFLB）が理想とされる マイクロ電子デバイスの電源。ただし、イオン性が比較的低いため、 アモルファス固体電解質の導電率により、性能の向上が制限される TFLB の電気化学的性能。この研究では、アモルファスリチウムシリコン 酸窒化物 (LiSiON) 薄膜は、マグネトロン スパッタリングによって次のように調製されます。 TFLB用固体電解質。最適化された成膜条件により、 LiSiON 薄膜は室内で 6.3×10-6 Sâcm-1 の高いイオン伝導率を示します 5 Vを超える幅広い温度範囲と広い電圧範囲に対応しており、薄膜として適しています。 TFLB用電解液。 MoO3/LiSiON/Li TFLB ...

近年、急速に Li2S-SiS2、Li2S-B2S3、 Li2S-P2S5、Li(10±1)MP2S12(M=Ge、Si、Sn、Al、P)、 Li6PS5X(X=Cl、Br、I)。特に、チオ-LISICON構造の硫化物、 Li10GeP2S12 (LGPS) に代表される、非常に高い室温を示す 電解液を超えるリチウムイオン伝導率12mS/cm、 本質的な機能が不十分であるという欠点を部分的に解決しました。 固体電解質の導電率 図 1(a) は全固体素子を示しています。 2.2cm×2.2cm Li1.5Al0.5Ge1.5(PO4)3を使用したリチウム電池。から組み立てられています ガラスセラミック固体電解質シート、LiFePO4正極材料、 PEO ベースのポリマー改質層と金属リチウム負極。 室温で正常に放電し、LEDライトを点灯できます。の そのコアコンポーネントの概略構造図を図 1(b...

なぜ全固体電池が業界のトレンドになっているのか? 高いセキュリティ: 液体電池の安全性の問題は常に批判されてきました。電解液は高温や強い衝撃を受けると容易に引火します。大電流下では、リチウム樹枝状結晶がセパレータを突き破って短絡を引き起こすこともあります。場合によっては、電解質が高温で副反応を起こしたり、分解したりすることがあります。液体電解質の熱安定性は 100 °C までしか維持できませんが、酸化物固体電解質は 800 °C に達することがあり、硫化物やハロゲン化物は 400 °C に達することもあります。固体酸化物は液体よりも安定しており、固体であるため耐衝撃性は液体よりもはるかに高くなります。したがって、全固体電池は安全性に対する人々のニーズを満たすことができます[14]。 高いエネルギー密度 現在のところ、固体電池は液体電池を超えるエネルギー密度を達成していませんが、理論的には固...

最近、 化学工学部の張強教授のチーム 清華大学がバルク/表面界面に関する研究結果を発表 リチウムに富むマンガン系正極材料の構造設計 全固体金属リチウム電池。彼らは現場のバルク/表面を提案しました。 界面構造制御戦略を確立し、高速かつ安定なLi+/e-経路を構築し、リチウムリッチの実用化を推進 全固体リチウム電池のマンガンベースの正極材料。 電池は 現代のエネルギー分野で重要な役割を果たし、さまざまな分野で大きな成功を収めています。 ポータブル電子機器、電気自動車、グリッドスケールのエネルギー貯蔵 アプリケーション。ただし、バッテリーのエネルギー密度を向上させると同時に、 バッテリーの安全性が鍵です。需要の急速な成長に伴い、 電池のエネルギー密度を向上させる、従来のリチウムイオン電池 従来の正極材料と有機物に依存する技術 電解質は長期サイクルで技術的なボトルネックに直面しています 安定性、広...

王崑鵬 ,1, 劉昭林 2, 林坤生 2, 王志宇 ,1,2 １．中国大連116024、大連理工大学化学工学部ファインケミカル国家重点実験室 ２．新材料開発支店、ヴァリアント株式会社、煙台市 265503、中国 要約 リチウムイオン電池と比較して、ナトリウムイオン電池は、低コスト、優れた低温性能、安全性という利点を備えており、コストと信頼性が重視される用途で大きな注目を集めています。高容量で低コストのプルシアンブルー様材料 (PBA) は、Na イオン電池の正極材料として有望です。しかし、その構造内に結晶水が存在すると、バッテリーの性能低下が急速に引き起こされ、その用途を制限する重大なボトルネックとして機能します。この研究では、PBA 正極材料から結晶水を効果的に除去し、340 サイクル後の容量維持率を 73% から 88% に向上させるための容易な熱処理戦略を報告しています。現場分析によ...