研究人员开发出一种提高锂离子电池效率的新方法

研究人员开发出一种提高锂离子电池效率的新方法。通过立方晶体层的生长，科学家们在电池的电极之间形成了一层薄而致密的连接层。Nobuyuki Zettsu教授和Katsuya Teshima教授领导了这项研究。作者在科学报告中公布了他们的结果。

“由于液体电解质的一些固有特性，例如低锂转移数，固/液界面的复杂反应和热不稳定性，在任何现有的电化学装置中都不可能同时获得高能量和高功率， “作为论文的第一作者，Nobuyuki Zettsu说道。

锂离子电池是可充电的，并为诸如手机，笔记本电脑，电动工具之类的设备供电，甚至为电网存储电力。它们对温度通量特别敏感，并且已知会引起火灾甚至爆炸。为了应对液体电解质的问题，科学家们正致力于开发出更好的无固态电池。

“尽管全固态电池具有预期的优势，但它们的功率特性和能量密度必须得到改善，以允许它们应用于远程电动车等技术，”Zettsu说。“全固态电池的低倍率和低能量密度部分是由于缺乏合适的固 - 固非均质界面形成技术，其表现出与液体电解质系统相当的高标志性电导率。”

Zettsu和他的团队在熔融LiOH中生长了石榴石型氧化物固体电解质晶体，用作基板上的溶剂(助焊剂)，当电极生长时将其粘合成固态。已知可以立方体生长的特定晶体化合物允许研究人员控制层内的厚度和连接区域，其充当陶瓷分离器。

“电子显微镜观察表明，表面被密集的多面体晶体覆盖。每个晶体都与相邻晶体相连，”Zettsu写道。

Zettsu还表示，当在电极层上堆叠电解质层时，新生长的晶体层可以是理想的陶瓷隔板。

Zettsu写道：“我们认为，我们的方法具有对界面副反应的稳健性，可能会生产出具有薄而密的界面的理想陶瓷隔膜。”他指出，在这个特定实验中使用的陶瓷太厚而无法使用在固体电池中。“然而，只要电极层可以制成100微米的薄，堆叠层就可以作为固体电池运行。”

100微米约为人类头发的宽度，略小于现代锂离子电池中标准电极层厚度的两倍。“全固态电池是储能设备的有希望的候选者，”Zettsu说，并指出研究人员和私营公司之间的几次合作已经开始，最终目标是在2020年奥运会期间展示全固态电池样品。东京。

Zettsu和其他研究人员计划到2022年为电动汽车和可穿戴设备制造原型电池。