韩国研究人员制定了突破性的设计策略,以促进固体电池的发展

原标题:韩国研究人员制定了突破性的设计策略来促进固体电池的发展

作为新一代电池,所有固态电池都比现有的锂电池具有更高的稳定性和容量,这种类型的电池使用不易燃的固态正极和电解质,可以大大减少高温或外部冲击环境下的爆炸或着火。风险,帮助提高能量密度(是锂电池的两倍),或改变电动汽车和储能设备市场发展趋势,但是,固体电解质的离子电导率低,界面电阻高,易降解,会影响电池的性能和寿命,并使其商业化学应用受到限制。

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裸露晶面的立方结构(图片来源:techxplore)

据国外媒体报道,韩国科学技术研究院(KIST)和成均馆大学的研究人员合作研究了突破性材料设计策略,可以克服固体电解质与正极之间的高界面电阻的问题。

两种不同物质的重合界面去会议出现了独特的物理现象。 在物质体内,相邻原子形成稳定的键。 区别在于,由于在同一侧没有相同物质的相邻原子,因此界面上的原子很可能形成不同的原子排列。 全固态电池具有固体电极-固体电解质界面,这会干扰原子的排列并限制电池中的电荷转移,从而增加电阻并加速降解。 为了解决该问题,目前正在研究用适当的材料涂覆正极和电解质的表面或插入中间层,但是这将进一步增加。成本,并降低电池的整体活性和能量密度。

为了解决这些问题,KIST和成均馆共同研究球队首先,系统地确定直接影响固体界面的材料的晶体结构。 使用外延薄膜技术(半导体制造技术),沿着基底层晶体的形成方向形成薄膜,并且在不同条件下,获得具有不同的暴露晶面的正极膜。 在不考虑诸如粒径和接触面积的因素的情况下,详细分析了暴露的晶体表面对固体电解质与正极材料之间的界面的影响。

结果表明,暴露晶体面的紧密封装结构可以防止阴极材料中的转变金属渗入电解液,从而提高了全固态电池的稳定性。 另外,当晶体界面平行于电子移动方向时,离子和电子可以不受阻碍地沿着晶体移动,从而减小了电阻并增加了容量输出。

KIST的研究员Sang-baek Park博士说:“通过增加晶面密度并调整晶体之间的界面方向,提高阴极材料确保高性能和稳定性。 本研究探讨了全固态电池的降解机理,在此基础上,计划解决固态电解质与固态正极界面的不稳定性问题,并改善离子电荷。交换特性,加速了所有固态电池材料的发展。 ”

(文章来源:Gasgoo)

(负责人:DF537)

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