Tüm katı durumlu lityum piller malzeme bilimi ve mühendisliği alanında yeni bir yükselişe dönüştü

Tüm katı lityum piller malzeme bilimi ve mühendisliğinde yeni bir patlama oldu çünkü geleneksel lityum-iyon piller artık ileri teknolojilerin standartlarını karşılayamıyor.Elektrikli araç gibi.- Evet.Elektrikli araçların yüksek enerji yoğunluğu, hızlı şarj ve uzun döngü ömrü gibi koşulları karşılaması gerekir.Tüm katı durumlu piller geleneksel pillerdeki sıvı elektrolit yerine katı elektrolit kullanır, sadece yukarıdaki standartları karşılamakla kalmayıp, aynı zamanda nispeten daha güvenli ve daha uygundur.

Bununla birlikte, katı elektrolitlerin de aşılması zor olan sorunları vardır.ve kökeni daha az net.Ek olarak, elektrot yüzeyi havaya maruz kaldığında, direnç artar ve batarya kapasitesi ve performansı azalır.Kimse onu 10'a indiremedi.Ohcm2- Evet.Havaya maruz kalmadığında direnç değerine.

ACS Uygulanan Malzemeler ve Arayüz dergisinde yayınlanan bir çalışmada, Japonya'nın Tokyo Teknoloji Üniversitesi'nden Profesör Taro Hitosugi ve Shigeru Kobayashi'nin liderliğindeki bir araştırma ekibi,Tokyo Teknoloji Üniversitesi'nde doktora öğrencisi., sonunda sorunu çözdü.

İlk olarak, ekip, bir lityum anodu, bir lityum kobalt asit katodu ve 3PO4 katı bir elektrolitten oluşan ince filmli bir pil hazırladı.Azot, oksijen, karbondioksit, hidrojen ve su buharı 30 dakika boyunca batarya üretimini tamamlamadan önce.

Şaşırtıcı bir şekilde, gazın çoğuna maruz kalan pillerin, maruz kalmamış pillerle karşılaştırıldığında pil performansının azalmadığını buldular.Sadece su buharı batarya direnci değerini keskin bir şekilde arttırır, açık olmayan direniş değerinin 10 katından daha yüksek.

Ardından ekip, numune bataryasının 150 °C'de bir saat boyunca ısı ile tedavi edildiği " annealing " olarak bilinen bir işlem gerçekleştirdi.°C. Şaşırtıcı bir şekilde, bu süreç direnişi 10'a düşürdü.3Ohcm2, açık olmayan pil direncine kıyaslanabilir.

Sayısal simülasyonlar ve ölçümler yaparak, ekip daha sonra bu azalanın, erimiş sırasında LiO 2 yapısından protonların kendiliğinden çıkarılması ile ilişkili olduğunu buldu.Bilim adamları dedi ki:"Çalışmamız, lityum-kobalt asit yapılarındaki protonların direnci azaltmada önemli bir rol oynadığını gösteriyor.Bu mikroskobik süreçlerin açıklanmasının tüm katı durumlu pillerin uygulama potansiyelini genişletmeye yardımcı olacağını umuyoruz.