今日の私たちの生活は、あらゆる形の電子機器に支配されています。 次に、電子機器はバッテリーによって制御されます。 ただし、電子機器で広く使用されている従来のリチウムイオン電池 (LIB) は、研究者がリチウム金属電池 (LMB) を超える非常に高いエネルギー密度のために優れた代替品と見なし始めているため、人気が落ちています。 LIB の桁違い。 主な違いは、アノード材料の選択にあります。LIB はグラファイトを使用するのに対し、LMB はリチウム金属を使用します。
ただし、そのような選択には独自の課題が伴います。 最も顕著なものの中には、サイクル中にリチウムアノード表面に「デンドライト」と呼ばれる針状の構造が形成されることがあり、これはアノードとカソードの間の障壁を突き破る傾向があり、短絡を引き起こし、その結果として安全性の問題が発生します。 「Liデンドライトの形成は、リチウムアノードの表面の性質に大きく依存します。 したがって、LMB にとって重要な戦略は、リチウム表面に効率的な固体電解質界面 (SEI) を構築することです」と大邱慶北科学大学の Yong Min Lee 教授は説明します。 テクノロジー (DGIST)、韓国のバッテリー設計を専門とする企業。
したがって、研究者は 2D 界面工学から 3D リチウム陽極構造まで、さまざまな戦略を検討してきました。 いずれの場合も、XNUMX つの問題を解決することは、別の問題に道を譲ったに過ぎません。 ただし、リチウム金属粉末 (LMP) 複合電極に基づく新しいアプローチが際立つことを約束します。 LMP の魅力は、表面積が大きくなり、厚さの調整が容易で、電極の幅が広くて薄くなる球形です。 ただし、LMP の使用には、凹凸のある表面の固有の性質によって引き起こされる形態学的障害など、依然として問題が存在します。
今、発表された新しい研究では 先端エネルギー材料リー博士は、韓国の研究者と一緒に、電極製造プロセス中に LiNO3 を LMP 自体に事前に植え付けるという新しいアプローチを採用し、幅 150mm で厚さ 20μm の電極を製造できるようにしました。これは、96% のクーロン効率を示しました。
LMP への LiNO3 の添加により、XNUMX つのことが達成されました。LMP 表面に均一な N リッチ SEI が誘導され、LiNO としての長期のサイクリングで持続的な安定化がもたらされました。3 電解質に着実に放出されました。 実際、LiNOを使用したLMB3 植え付け済みの LMP (LN-LMP) は、87 サイクルにわたって 450% の容量保持を実現し、LiNO を使用したセルよりも優れたサイクリング性能を示しました。3-追加された電解質。
Lee 教授はこれらの発見に興奮し、その実際的な影響について語っています。 「リチウムを安定化させた添加剤を LMP 電極に事前に注入することは、高い比エネルギーと長いサイクル寿命を備えた大規模なリチウム金属、リチウム S、リチウム空気電池の商品化への足がかりになると期待しています。」彼は言う。
バッテリーに関しては、こんな感じ リチウム すぐに流行遅れになることはありません。