全固体电池的性能,仅通过加热处理就成功大幅提高


来源:日刊工业新闻/中国粉体网编译

[导读]  东京工业大学的一杉太郎教授和小林成研究生等人,仅通过加热处理就成功地大幅度提高了因大气和水蒸气而降低的全固体电池的性能。

中国粉体网讯   东京工业大学的一杉太郎教授和小林成研究生等人,仅通过加热处理就成功地大幅度提高了因大气和水蒸气而降低的全固体电池的性能。 导致性能下降的固体电解质和电极的界面电阻通过加热,降低到了加热前的约十分之一。 侵入电极内的氢离子通过加热被排除,可以恢复性能。期待着开发出安全性高、能够高速充电的电动汽车用电池。


(界面处离子移动=东工大提供) ( a )水分子吸附在正极表面时,氢离子(质子)向正极内部扩散(劣化的状态) ( b )在电池结构的状态下进行加热处理,侵入的氢离子向固体电解质中脱离,恢复到正常的界面


一杉教授等人将全固体电池用的电极材料暴露于各种气体中,结果发现在大气和水蒸气的情况下,固体电解质和电极的界面电阻增大到10倍以上,性能降低。


于是用水蒸气老化的电极制作电池,动作前在150度下加热处理1小时。 于是,界面电阻约为加热前的十分之一,改善到与不暴露于大气和水蒸气制作的电池同等。


通过分析氢离子和锂的行为,发现从水蒸气进入电极内的氢离子阻碍界面的锂离子传输,界面电阻上升。 加热后氢离子移动到固体电解质中,恢复正常界面。 阐明了浸入电极内氢离子降低电池性能的机理。


在全固体电池的制作工序中,电极材料暴露在大气中,处于性能劣化的状态。 有可能通过这次的手法得到改善。 另外,由于知道了界面电阻的起源,成为了新的界面控制和设计的指南。 全固体电池的课题是界面电阻大,充电时间比锂离子电池长。


东京大学、产业技术综合研究所、山形大学也参与了共同研究。


(中国粉体网编辑整理/青黎)


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