2021年1月27日
来自东京理工学院（Tokyo Tech）通过实验证明了干净的电极/电解质界面对于实现高容量固态锂电池至关重要。
固态锂电池的好处。图片来源：Hideyuki Kawasoko等。
该研究是与Tohoku大学，美国国家高级工业科学技术研究所和日本技术研究所合作进行的欧洲杯线上买球。
研究人员的发现可能为增强电池设计的基础提供了稳定性，容量和安全性的安全性和安全性。
液态锂离子电池无处不在。实际上，它们是在许多日常移动设备中发现的。虽然液态锂离子电池有很多好处，但它们也具有深远的风险。在最近的过去，当报道智能手机爆发起火时，这对公众来说已经变得很明显。这是由于设计故障导致电池的液体电解质泄漏并爆炸成火焰。
其他缺点，例如容量，耐用性和制造成本，使研究人员专注于一种称为固态锂电池（SSLBS）的技术。SSLB包括固体电解质和固体电极，该电极在电荷分离循环时交换锂（Li）离子。提高的安全性和更高的能量密度使SSLB非常强大。
但是仍然存在一些技术挑战，可以防止SSLB的商业化。对于本研究，科学家进行了一系列实验，并获得了更好的理解，可以将SSLB的性能提升到一个新的水平。
lini0.5Mn1.5o4（LNMO）是SSLB正极电极的有希望的材料，因为它可以产生相对较高的电压。在这项研究中，我们显示了2.9和4.7 V的电池操作，同时达到了大容量，稳定的骑行和电极/电极界面处的低电阻。
塔罗·希苏基（Taro Hitosugi），研究负责人兼东京理工学院教授
先前的研究表明，产生干净的电解质/电极界面对于在基于LNMO的SSLB中实现快速充电和低接口电阻至关重要。此外，研究人员观察到，李离子自发从李转移3po4（LPO）电解质在lnmo层制造并形成LI2你0.5Mn1.5o4（l2NMO）在lnmo中具有不熟悉的分布以及对电池性能的影响。
研究人员探索了L的外观2NMO相，研究L之间的晶体结构的变化2NMO和Li0你0.5Mn1.5o4（L0NMO）在电荷分离循环中的相。该团队还分析了L的初步分布2在真空中产生的清洁LPO/LNMO接口处的NMO以及电极厚度的影响。
值得注意的是，干净的界面简化了在SSLB的电荷分离循环中LI的去干扰和插入。因此，具有干净界面的SSLB的容量是传统基于LNMO的电池的两倍。该研究还标志着L之间的初始稳定可逆反应2NMO和L0NMO相中于SSLBS。
我们的发现表明，无污染，干净的LPO/LNMO界面的形成是增加SSLB的能力的关键，同时确保低接口电阻以快速充电。
Hideyuki Kawasoko，研究首席作者兼TOHOKU大学助理教授
除了移动设备外，SSLB还可以用于电动汽车中，为此，电池的价格和耐用性是广泛商业化的重要障碍。该研究结果为即将推出的SSLB设计提供了关键的见解，并为从化石燃料和更环保的运输方法迁移提供了基础。SSLB的出现值得期待。
期刊参考
Kawasoko，H.，等。（2021）清洁固体电解质/电极界面与固态锂电池的容量两倍。ASC应用材料和界面欧洲杯足球竞彩。doi.org/10.1021/acsami.0c21586。
来源：https://www.titech.ac.jp/english/