東京工業(yè)大學，東京大學，國立先進工業(yè)科學技術研究所和日本工業(yè)大學的科學家通過實驗證明，清潔的電解質(zhì)/電極界面是實現(xiàn)高容量固態(tài)鋰的關鍵電池。他們的發(fā)現(xiàn)可能為改進電池設計鋪平道路，從而提高移動設備和電動汽車的容量，穩(wěn)定性和安全性。

液態(tài)鋰離子電池無處不在，在大多數(shù)日常移動設備中都可以找到。液態(tài)電池雖然具有很多優(yōu)勢，但也帶來了明顯的風險。近年來，在因設計錯誤導致智能手機爆炸而導致電池的液體電解質(zhì)泄漏并著火之后，這一點已為公眾所了解。

制造成本，耐用性和容量等其他缺點導致科學家們研究了另一種技術：固態(tài)鋰電池(SSLB)。SSLB包括在充電和放電期間交換鋰(Li)離子的固體電極和固體電解質(zhì)。其更高的能量密度和安全性使SSLB成為非常強大的來源。

但是，阻止SSLB的商業(yè)化仍然存在許多技術挑戰(zhàn)。對于當前的研究，研究人員進行了一系列實驗并獲得了可將SSLB的性能提升到更高水平的見解。負責這項研究的東京理工大學的Taro Hitosugi教授解釋了他們的動機：“ LiNi 0.5 Mn 1.5 O 4(LNMO)是SSLBs正極的有希望的材料，因為它可以產(chǎn)生相對較高的電壓。在這項研究中，我們證明了電池在2.9和4.7 V電壓下工作，并同時在電解質(zhì)/電極界面實現(xiàn)了大容量，穩(wěn)定的循環(huán)以及低電阻。”

先前的研究表明，在基于LNMO的SSLB中，實現(xiàn)清潔的電解質(zhì)/電極界面對于實現(xiàn)低界面電阻和快速充電至關重要?？茖W家們還指出，鋰離子在制造時會自發(fā)地從Li3PO4(LPO)電解質(zhì)遷移到LNMO層，從而在LNMO中形成LiNi 0.5 Mn 1.5 O 4(L 2 NMO)相，其分布未知，并且會影響電池性能。

該小組研究了L 2 NMO相的狀態(tài)，分析了在充電和放電過程中Li 0 Ni 0.5 Mn1.5O 4(L0NMO)和L 2 NMO相之間的晶體結(jié)構(gòu)變化。他們還研究了在真空中制造的干凈LPO / LNMO界面上L 2 NMO的初始分布，以及電極厚度的影響。

引人注目的是，清潔接口在SSLB的充電和放電過程中促進了Li的嵌入和脫嵌。結(jié)果，具有干凈接口的SSLB的容量是傳統(tǒng)基于LNMO的電池的兩倍。此外，這項研究標志著首次在SSLB中的L0NMO和L 2 NMO相之間發(fā)現(xiàn)了穩(wěn)定的可逆反應。

東北大學的助理教授河之秀行(Hideyuki Kawasoko)以及該研究的主要作者指出：“我們的發(fā)現(xiàn)表明，形成無污染，干凈的LPO / LNMO接口是增加SSLB容量同時確保低接口電阻以實現(xiàn)快速充電的關鍵。 ”

除移動設備外，SSLB還可以在電動汽車中找到家，為此，成本和電池耐用性成為廣泛商業(yè)化的主要障礙。這項研究的結(jié)果為未來的SSLB設計提供了重要的見識，并為從化石燃料向更環(huán)保的運輸方式過渡鋪平了道路。注意SSLB的出現(xiàn)!

　　免責聲明：本文由用戶上傳，與本網(wǎng)站立場無關。財經(jīng)信息僅供讀者參考，并不構(gòu)成投資建議。投資者據(jù)此操作，風險自擔。 如有侵權(quán)請聯(lián)系刪除！