Die "reine" Kombination von Metallen in Festkörperbatterien verdoppelte ihre Leistung

Flüssige Lithium-Ionen-Batterien sind heute überall zu finden: Sie sind aufgrund ihrer großen Vielfalt weit verbreitet

Verwendung in den meisten alltäglichen MobilgerätenGeräte. Während sie erhebliche Vorteile bieten, bergen Nassbatterien erhebliche Risiken. Dies wurde der Öffentlichkeit in den letzten Jahren deutlich, nachdem es Berichte über Smartphones gab, die aufgrund von Konstruktionsfehlern Feuer fingen, wodurch Batterieflüssigkeit austrat und sich entzündete.

Andere Nachteile:Herstellungskosten, Haltbarkeit und Kapazität veranlassten die Wissenschaftler, eine andere Technologie zu erforschen: Festkörper-Lithiumbatterien (SSLB). SSLBs bestehen aus festen Elektroden und einem festen Elektrolyten, die beim Laden und Entladen Lithium (Li) -Ionen austauschen. Ihre höhere Energiedichte und Sicherheit machen SSLB zu sehr leistungsfähigen Quellen.

Es gibt jedoch noch viele technischeProbleme, die die Kommerzialisierung von SSLB behindern. Für die aktuelle Studie führten die Forscher eine Reihe von Experimenten durch und kamen zu dem Schluss, dass die SSLB-Leistung auf die nächste Stufe gebracht werden könnte. Professor Taro Hitosugi von Tokyo Tech, der die Studie leitete, erklärt ihre Motivation: „LiNi 0,5 Mn 1,5 O 4 (LNMO) ist ein vielversprechendes Material für die positive SSLB-Elektrode, da sie vergleichsweise höhere Spannungen erzeugen kann. In dieser Studie haben wir eine Batterie gezeigt, die bei 2,9 und 4,7 Volt arbeitet und gleichzeitig eine hohe Kapazität, einen stabilen Zyklus und einen niedrigen Elektrolyt- / Elektrodenwiderstand bietet. "

Frühere Untersuchungen haben gezeigt, dass das ErstellenEine saubere Schnittstelle zwischen Elektrolyt und Elektrode ist erforderlich, um einen niedrigen Grenzflächenwiderstand und ein schnelles Laden von LNMO-basiertem SSLB zu erreichen. Die Wissenschaftler stellten außerdem fest, dass Li-Ionen während der Herstellung spontan aus dem Li3PO4 (LPO) -Elektrolyten in die LNMO-Schicht wanderten und in LNMO die LiNi 0,5 Mn 1,5 O 4 (L 2 NMO) -Phase mit unbekannter Verteilung und unbekanntem Einfluss auf die Batterieleistung bildeten.

Auffällig, aber rein metallischDie Schnittstelle erleichterte die Li-Interkalation und -Deinterkalation während des Ladens und Entladens von SSLB. Infolgedessen war die SSLB-Kapazität mit einer sauberen Schnittstelle doppelt so hoch wie bei herkömmlichen LNMO-basierten Batterien.

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