• Главная
  • Лента новостей 1
  • Лента новостей 2
  • Статьи
  • Календарь событий
  • Образование
  • Финансирование
  • Открытые инновации
  • Шоу-рум
  • О проекте
  • Партнеры
  • Добавить публикацию
  • Сервисы
  • Реклама
  • hello@technovery.com
  • telegram
  • vk
technovery
Нет результатов
Все результаты
technovery
Нет результатов
Все результаты

Ученые уменьшают сопротивление полностью твердотельных батарей путем нагрева

11 января, 2022
Наука
Ученые уменьшают сопротивление полностью твердотельных батарей путем нагрева

Полностью твердотельные аккумуляторы теперь на один шаг ближе к тому, чтобы стать электростанцией следующего поколения, поскольку исследователи из Tokyo Tech, Национального института передовых промышленных наук и технологий (AIST) и Университета Ямагата представляют стратегию восстановления их низкого электрического заряда и изучают лежащий в основе механизм восстановления, прокладывая путь к более фундаментальному пониманию работы полностью твердотельных литиевых батарей.

Ученые уменьшают сопротивление полностью твердотельным элементам питания

Фото: Сигеру Кобаяши и Таро Хитосуги из Токийского технологического института

Полностью твердотельные литиевые батареи стали новым увлечением в материаловедении и инженерии, поскольку обычные литий-ионные батареи больше не могут соответствовать стандартам передовых технологий, таких как электромобили, которые требуют высокой плотности энергии, быстрой зарядки и длительного цикла. жизни. Полностью твердотельные батареи, в которых вместо жидкого электролита, используемого в традиционных батареях, используется твердый электролит , не только соответствуют этим стандартам, но и сравнительно безопаснее и удобнее, поскольку их можно заряжать за короткое время.

Однако у твердого электролита есть свои проблемы. Оказывается, на границе между положительным электродом и твердым электролитом имеется большое электрическое сопротивление, происхождение которого не совсем понятно. Кроме того, сопротивление увеличивается, когда поверхность электрода подвергается воздействию воздуха, что снижает емкость и производительность батареи. Несмотря на то, что было предпринято несколько попыток снизить сопротивление, ни одной из них не удалось снизить его до 10 Ом·см 2 (Ом на квадратный сантиметр), что соответствует заявленному значению сопротивления интерфейса без контакта с воздухом.

Теперь, в недавнем исследовании, опубликованном в ACS Applied Materials & Interfaces , исследовательская группа во главе с профессором Таро Хитосуги из Токийского технологического института (Tokyo Tech), Япония, и Сигеру Кобаяши, докторантом Tokyo Tech, возможно, наконец решила эту проблему. Разработав стратегию восстановления низкого сопротивления интерфейса, а также раскрыв механизм, лежащий в основе этого снижения, команда предоставила ценную информацию о производстве высокопроизводительных полностью твердотельных аккумуляторов.

Для начала команда подготовила тонкопленочные батареи, содержащие литиевый отрицательный электрод, положительный электрод LiCoO 2 и твердый электролит Li 3 PO 4 . Прежде чем завершить изготовление батареи, группа подвергла поверхность LiCoO 2 воздействию воздуха, азота (N 2 ), кислорода (O 2 ), двуокиси углерода (CO 2 ), водорода (H 2 ) и паров воды (H 2 O). ) в течение 30 минут.

К своему удивлению, они обнаружили, что воздействие N 2 , O 2 , CO 2 и H 2 не ухудшает характеристики батареи по сравнению с батареей, не подвергавшейся воздействию. «Только пары H2O сильно разрушают поверхность раздела Li 3 PO 4 -LiCoO 2 и резко повышают ее сопротивление до значения более чем в 10 раз выше, чем у не подвергавшейся воздействию границы раздела», — говорит профессор Хитосуги.

Затем команда провела процесс, называемый «отжигом», в ходе которого образец подвергался термической обработке при 150 ° C в течение часа в форме батареи, то есть с осажденным отрицательным электродом. Удивительно, но это уменьшило сопротивление до 10,3 Ом·см 2 , что сравнимо с сопротивлением незащищенной батареи.

Выполнив численное моделирование и передовые измерения, команда затем обнаружила, что уменьшение может быть связано со спонтанным удалением протонов из структуры LiCoO 2 во время отжига.

«Наше исследование показывает, что протоны в структуре LiCoO 2 играют важную роль в процессе восстановления. Мы надеемся, что объяснение этих межфазных микроскопических процессов поможет расширить потенциал применения полностью твердотельных аккумуляторов» , — заключает профессор Хитосуги.

Дополнительная информация: резкое снижение сопротивления поверхности раздела твердый электролит-электрод за счет отжига в форме батареи, ACS Applied Materials & Interfaces (2022). DOI: 10.1021/acsami.1c17945

 

Будьте в курсе в удобном формате, присоединяйтесь: TG-канал и ВК

Опубликуйте материал о ваших технологиях, проектах, стратапах

Размещение материала

hello@technovery.com

 

Source: Tech Xplore
Теги: АккумуляторыЛитий

Related Posts

Химики научились активировать литий в лаборатории
Наука

Химики научились активировать литий в лаборатории

28 июля, 2022
Химики СПбГУ разработали электродную установку, которая поможет в изготовлении органических батарей
Наука

Химики СПбГУ разработали электродную установку, которая поможет в изготовлении органических батарей

28 июля, 2022
Радиация для ответственной переработки: распределенный микроволновый метод переработки батарей
Наука

Радиация для ответственной переработки: распределенный микроволновый метод переработки батарей

8 июля, 2022
Загрузить больше

Технологии

Робототехника
Беспилотники
Машинное обучение
AI
Транспорт
Материалы
ВИЭ
Интернет вещей
Микроэлектроника
Оптика
Носимые устройства

Смотреть все »

Запросы

УРАЛХИМ-ЭЛЕМЕНТ РОСТА

«Норникель» и Московский инновационный кластер запустили технологический конкурс Industry Tech 2022. Подать заявку на участие можно до 11 сентября

Актуальные запросы Правительства Москвы на поиск инновационных решений. Предложить решение можно до 31 августа

В Москве стартует технологический конкурс инноваций для отечественного автопрома Auto Tech 2022. Подать заявку можно до 14 августа

Открытый запрос на поиск технологических решений. АК «АЛРОСА»

MTS Startup Hub ищет технологические решения для коммерческого пилотирования, партнерства и инвестиций

В Тюмени 20 августа пройдет VI Всероссийский инновационный форум INNOWEEK-2022
Форум

В Тюмени 20 августа пройдет VI Всероссийский инновационный форум INNOWEEK-2022

25 июля, 2022

© 2022 technovery

  • hello@technovery.com
  • Условия использования
  • Политика конфиденциальности
Нет результатов
Все результаты
  • Главная
  • Лента новостей 1
  • Лента новостей 2
  • Статьи
  • Календарь событий
  • Образование
  • Финансирование
  • Открытые инновации
  • Шоу-рум
  • Карта технологий
  • О проекте
  • Партнеры
  • Добавить публикацию
  • Сервисы
  • Реклама
  • hello@technovery.com

© 2022 technovery