Главная страница / Новости / Работа ионных жидкостей в твердотельных литий-металлических батареяхКарта сайта | Контакты

Работа ионных жидкостей в твердотельных литий-металлических батареях

2 апреля 2022

Квазитвердотельные электроды обеспечивают значительное снижение межфазного сопротивления.

Исследователи из Токийского столичного университета разработали новый квазитвердотельный катод для твердотельных литий-металлических батарей со значительно сниженным межфазным сопротивлением между катодом и твердым электролитом. При добавлении ионной жидкости их модифицированный катод мог поддерживать превосходный контакт с электролитом. Их прототип батареи также показал хорошее сохранение емкости. Хотя поиск лучшей ионной жидкости остается сложной задачей, эта идея обещает новые направления в разработке твердых литиевых батарей для практического применения.

Преодоление разрыва с помощью урожая ионной жидкости

Добавление ионной жидкости к материалу катода заполняет структурные пустоты и обеспечивает лучший интерфейс с твердым электролитом. Предоставлено: Токийский столичный университет.

Литий-ионные аккумуляторы стали повсеместными, найдя место в наших смартфонах, ноутбуках, электроинструментах и электромобилях. Но поскольку мы ищем лучшие решения с более высокой плотностью энергии, ученые обращаются к твердотельным литий- металлическим батареям. Литий-металлические батареи потенциально имеют гораздо более высокую плотность энергии, чем их литий-ионные аналоги. Они рассматриваются как будущее батарей, приводящих в действие транспортные средства и энергосистемы в огромных масштабах.

Литий-ионные аккумуляторы

Однако технические проблемы не позволяют твердотельным литий-металлическим батареям найти применение в требовательных приложениях. Одним из основных является дизайн интерфейса между электродами и твердыми электролитами. Электролиты в литий-ионных батареях обычно жидкие и легко воспламеняются, что представляет угрозу безопасности. Вот почему вместо этого люди пытаются использовать твердотельный электролит. Однако трудно добиться хорошего контакта между электродами и твердыми электролитами. Любая шероховатость поверхности с обеих сторон приводит к высокому межфазному сопротивлению, что снижает производительность батареи. Была проведена некоторая работа по изучению конструкции твердого электролита, но конструкция катода остается открытым вопросом.

Работа ионных жидкостей в твердотельных литий-металлических батареях

Группа под руководством профессора Киёси Канамура из Токийского столичного университета занимается разработкой новых способов улучшения контакта между катодом и твердотельным электролитом в твердотельных литий-металлических батареях. Теперь им удалось создать квазитвердый катод из оксида лития-кобальта (LiCoO 2 ), который содержит ионную жидкость при комнатной температуре. Ионные жидкости состоят из положительных и отрицательных ионов; они также могут транспортировать ионы. Важно отметить, что они могут заполнить любые крошечные пустоты на границе раздела катод/твердый электролит. При заполнении пустот межфазное сопротивление значительно уменьшилось.

Свойства ионной жидкости

Метод команды имеет и другие преимущества. Ионные жидкости не только обладают ионной проводимостью, но и почти нелетучи и обычно негорючи. Они также оказывают минимальное влияние на суспензию, из которой формируется катод, практически не затрагивая производственный процесс.

Источник

Метки: