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...

Naイオン電池用Na3Zr2Si2PO12セラミック電解質：噴霧乾燥法による調製とその特性 著者：李文凱、趙寧、BI志傑、郭祥新 Naイオン電池用Na3Zr2Si2PO12セラミック電解質：噴霧乾燥法による調製とその特性 無機材料ジャーナル、2022、37(2): 189-196 DOI: 10.15541/jim20210486 抽象的な 現在、可燃性・爆発性の有機電解質を使用しているNaイオン電池は、より安全で実用化するために高性能なナトリウムイオン固体電解質の開発が急務となっています。Na3Zr2Si2PO12 は、広い電気化学ウィンドウ、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を備えた最も有望な固体ナトリウム電解質の 1 つです。しかし、セラミック粒子とバインダーとの不均一な混合により、グリーンボディ内にさらに多くの細孔が生じるため、焼結後に高密度で高導電性のセラミ...

セルギイ・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全固体電池には、エネルギー密度が高く、寿命が長く、動作温度が広く、安全性が向上する可能性があります。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、通常および長期間のバッテリー サイクルから生じるストレスと歪み、およびストレスを軽減する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...

硫化物系全固体リチウム電池負極の最近の進歩 —— パート 1リチウム金属負極 著者： JIA Linan、DU Yibo、GUO Bangjun、ZHANG Xi 1. 上海交通大学機械工学部、上海 200241、中国 2. 上海宜利新能源科技有限公司 、上海201306、中国 抽象的な 全固体リチウム電池 (ASSLB) は、現在の液体リチウム電池よりも高いエネルギー密度と安全性を示し、次世代エネルギー貯蔵デバイスの主な研究方向となっています。硫化物固体電解質（SSE）は、他の固体電解質と比較して、超高イオン伝導度、低硬度、加工容易、界面接触良好などの特徴を有しており、全固体電解質を実現するための最も有望な手段の一つです。 -状態のバッテリー。ただし、アノードと SSE の間には、界面副反応、剛性接触不良、リチウムデンドライトなど、用途を制限する界面の問題がいくつかあります。この研究では...

前回の記事からの続きです 硫化物系全固体リチウム電池負極の最近の進歩 —— パート 2 その他の陽極 著者:  JIA Linan、DU Yibo、GUO Bangjun、ZHANG Xi 1. 上海交通大学機械工学部、上海 200241、中国 2. 上海宜利新能源科技有限公司 、上海201306、中国 リチウム合金負極 界面副反応が激しいため、純粋なリチウムを短期的に硫化物固体電解質に直接使用することは困難であるため、リチウム合金材料はより魅力的な選択肢となります。金属リチウムアノードと比較して、リチウム合金アノードは界面の濡れ性を改善し、界面副反応の発生を抑制し、固体電解質界面の化学的および機械的安定性を高め、リチウムデンドライトの成長によって引き起こされる短絡を回避できます。同時に、液体リチウムイオン電池と比較して、合金負極は全固体電池においてより高いエネルギー密度とより優...

著者: XIA Qiuying、SUN Shuo、ZAN Feng、XU Jing、XIA Hui 南京科学技術大学材料科学工学院、南京210094、中国 抽象的な 全固体薄膜リチウム電池（TFLB）は、マイクロエレクトロニクスデバイスにとって理想的な電源とみなされています。しかし、アモルファス固体電解質のイオン伝導率は比較的低いため、TFLB の電気化学的性能の向上には限界があります。この研究では、TFLB 用の固体電解質として、マグネトロン スパッタリングによってアモルファス酸窒化リチウム シリコン (LiSiON) 薄膜を作製します。最適化された堆積条件により、LiSiON 薄膜は室温で 6.3×10-6 S・cm-1 の高いイオン伝導率と 5 V を超える広い電圧ウィンドウを示し、TFLB に適した薄膜電解質となります。MoO3/LiSiON/Li TFLB は、大きな比容量 (5...

近年、Li2S-SiS2、Li2S-B2S3、Li2S-P2S5、Li(10±1)MP2S12(M=Ge、Si、Sn、Al、P)、Li6PS5X(X)などの硫化物固体電解質の開発が急速に進んでいます。 =Cl、Br、I）。特に、Li10GeP2S12（LGPS）に代表されるチオLISICON構造硫化物は、室温で液体電解質を超える12mS/cmという極めて高いリチウムイオン伝導度を示し、固体電解質の固有伝導度が不十分であるという欠点を部分的に解決しました。 図1(a)は2.2cm×2.2cmのLi1.5Al0.5Ge1.5(PO4)3を用いた全固体リチウム電池を示しています。これは、ガラスセラミック固体電解質シート、LiFePO4 正極材料、PEO ベースのポリマー修飾層、および金属リチウム負極から組み立てられています。室温で正常に放電し、LEDライトを点灯できます。そのコアコンポーネントの...

全固体電池が業界のトレンドになっているのはなぜですか? 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。高電流下では、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 に達し、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、全固体電池は人々の安全に対するニーズを満たすことができます。 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、理論的には固体電池は非常に高いエ...

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一方で、 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、広い...