創(chuàng)建全固態(tài)電池的3-D虛擬副本
我們生活在一個由電池供電的世界中，隨著電子產(chǎn)品穩(wěn)步滲透到每個角落，尋找堅固的電池的需求變得越來越重要。如今，大多數(shù)設(shè)備都使用鋰離子電池運(yùn)行;盡管這些通常是安全的，但有時它們會著火或爆炸。
全固態(tài)鋰電池(ASSLB)是在研究界內(nèi)迅速發(fā)展的替代方案。不像鋰離子電池的電極是固體，電解質(zhì)是液體，在ASSLB中，電極和電解質(zhì)都是固體，因此非常安全。但是，這種特性帶來了一個問題：在運(yùn)行期間，電解質(zhì)和電極的體積會發(fā)生變化，尤其是在高能蓄電池中。這可能會導(dǎo)致其表面分離，從而導(dǎo)致性能不佳。
如果要開發(fā)高性能的ASSLB，則需要詳細(xì)檢查接口的復(fù)雜結(jié)構(gòu)。大邱慶北科技大學(xué)(DGIST)的李永敏教授認(rèn)為：“雖然大多數(shù)研究人員都專注于開發(fā)新材料或改善現(xiàn)有全固態(tài)鋰電池的性能，但我們選擇了另一種方法路線并決定尋找解決方案以最大程度地減少電極和電池設(shè)計中的缺陷。這使我們想知道：“是否有一種方法可以定量分析這些電池中的缺陷?”
Lee教授及其團(tuán)隊在提出一個聰明的技術(shù)時找到了他們問題的答案：3-D數(shù)字孿生平臺，在該平臺中，固體-固體界面的微觀結(jié)構(gòu)可以呈現(xiàn)為真實物體的詳細(xì)3D復(fù)制品。他們的研究細(xì)節(jié)發(fā)表在Elsevier的Nano Energy中。
Lee教授及其團(tuán)隊使用該平臺探索了基于氧化物的ASSLB的電極-電解質(zhì)界面，這可能是最有前途的ASSLB。他們捕獲了選定目標(biāo)區(qū)域的2D圖像切片，對圖像進(jìn)行排序以數(shù)字方式重建3D結(jié)構(gòu)，然后進(jìn)行了結(jié)構(gòu)分析。正如預(yù)期的那樣，他們發(fā)現(xiàn)ASSLB的比接觸面積遠(yuǎn)小于鋰離子電池的比接觸面積。這證實了他們方法的有效性。
Lee教授對這些結(jié)果感到興奮，并解釋了該技術(shù)的巨大潛力：“鑒于該技術(shù)的廣泛適用性，我們確信它的好處可以擴(kuò)展到所有含電極的設(shè)備。但是到目前為止，我們有信心我們的技術(shù)將幫助研究人員節(jié)省時間和金錢，同時輕松地檢查電池制造過程中的缺陷，幫助優(yōu)化設(shè)計，并最終加速全固態(tài)電池的商業(yè)化。”
標(biāo)簽： 固態(tài)電池