日本の研究チームは準固体で重要なブレークスルーを達成した(リブ)。
これはおそらく不燃性であることが判明し、従来のLIB設計に関する重要な安全性の問題を克服するでしょう。
バッテリーの安全性と寿命の新たな基準を設定
同志社大学とTDK株式会社の科学者によって設計されました。この新しいイノベーションは、液体電解質と固体電解質の両方の優れた特徴を組み合わせて、性能に影響を与えることなくバッテリーの安全性を高めます。によると興味深いエンジニアリングこの設計は、サイクル性能と安全性を維持しながらエネルギー密度を向上させるという長いジレンマに解決策をもたらします。
この画期的な進歩により、全固体電池のより優れた安全な選択肢が生まれ、すべてが 1 つの設計で高いエネルギー密度が維持されます。
研究チームは「安全性と充放電性能の向上により、近未来技術としての準固体電池の実現可能性を実証した」としている。書きました要約では。
リチウムイオン電池の開発
リチウムイオン電池は、数十年にわたりエネルギー貯蔵ビジネスを支配してきました。彼らはポータブル電子機器、電気自動車、再生可能エネルギー貯蔵の開発を主導してきました。
より高いエネルギー密度に対するニーズは常に高まっていますが、多くの場合、バッテリーの安全性と信頼性が妥協となります。
LIB で使用されている従来の有機電解質は、可燃性を持たずに電圧を高めることができますが、発火しやすいため懸念が高まります。したがって、SSE は毒性はありませんが、たとえば電極が充電/放電サイクルで膨張する場合など、材料が接触する場所で安定した界面を確保することが課題となります。
この点において、弾性とイオン伝導性を高めた安全な接合界面材の開発に向けた研究開発が進められている。
ポリマー電解質と不燃性有機溶媒の最近の開発により、次世代 LIB の安定性と性能の向上が期待されています。しかし、リチウムイオンの移動速度の遅さと界面の劣化は依然として対処が必要な障害となっています。
準固体電池のメリット
日本のチームが開発した新しい準ソリッドステート LIB にはいくつかの利点があります。この電池は、シリコン (Si) 負極と LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2 (NCM811) 正極の組み合わせを特徴とし、どちらも高性能リチウムイオン電池の次世代材料とみなされています。
この設計の特徴は、OHARA の固体リチウムイオン伝導性ガラスセラミック シート (LICGC™) を電極間の電解質セパレーターとして利用していることです。
研究者らは、両方の電極に適合するように特別に設計された、ほぼ飽和した不燃性の電解質溶液も提供しました。これらの溶液には、固体電解質界面および電極と適合するリン酸トリス (2,2,2-トリフルオロメチル) および炭酸メチル 2,2,2-トリフルオロメチルが含まれていました。
得られた電池は 30 mAh のエネルギー貯蔵能力を持ち、優れた熱安定性と高いイオン伝導率とともに優れた電気化学的性能を示しました。これは、期待されるより安全で効率的なリチウムイオン電池を実現するために非常に重要です。
比類のない熱能力とパフォーマンス
このバッテリーの最も重要な利点は、準最先端の構造でより優れた熱安定性を実現できることに基づいています。約 150 °C の高温下でテストしたところ、それが実証されました副反応や発熱が以前の同等の設計やアーキテクチャよりも少ないためです。
加速熱量測定と電気化学的インピーダンス分光法を用いたテストにより、この準固体電池が高い充放電容量、強力なサイクル性能、さらには長期使用後の内部抵抗のわずかな変化を特徴とすることが確認されました。これらの観察は、信頼性が高く安全なエネルギー貯蔵材料としてのこのバッテリーの可能性をさらに強化します。
将来のリチウムイオン電池
の開発準固体リチウムイオン電池これはバッテリー技術における大きな創造物です。安全性が向上するだけでなく、より高いエネルギー密度とより長期間のパフォーマンスに対する待望のニーズも満たします。
信頼性が高く環境に優しいエネルギー貯蔵ソリューションに対する需要が高まる中、この新しいバッテリー設計は、電気自動車や再生可能エネルギーなどのさらなるイノベーションに向けた第一歩となる可能性があります。
これらの技術の継続的な改善と改良により、準固体電池は安全性、耐久性、高性能のバランスを提供し、将来のエネルギー貯蔵の最前線となる可能性があります。