Tohoku University and Sumitomo Chemical은 주기적 배터리 반응 동안 메이저 토토 사이트 양극의 악화를 방지하기위한 새로운 메커니즘을 드러냅니다

2020 년 4 월 27 일

Tohoku University의 재료 연구 연구소

Sumitomo Chemical, Co., Ltd.

요약

• 고순도 메이저 토토 사이트 호일의 사용이 전하/방전 공정 동안 고용량 메이저 토토 사이트 양극의 막대한 볼륨 팽창/수축을 성공적으로 제어 할 수 있음을 발견하고 그 메커니즘을 명확하게했습니다..
• 고순도 메이저 토토 사이트 호일은“통합 된 양극”일 수 있다고 판단하여 기존 흑연 양극의 두 가지 구성 요소, 즉 탄소 재료의 층 구조 (편의 리튬 이온) 및 구리 포일 ( 전류를 수집하기위한 기판)) 두 구성 요소의 역할을 수행함에 따라
• 배터리 제조 공정의 높은 성능과 상당한 단순화에 기여했습니다.

Abstract

연구 조교수 홍기 리 교수와 Tetsu Ichitsubo 교수et al.Sumitomo Chemical의 Tohoku University 및 Sumitomo University의 연구원 및 연구원의 연구원에서 2019 년 4 월 이후 리튬 이온 충전식 배터리의 더 높은 용량을위한 새로운 양극의 연구 및 개발을 공동으로 수행했습니다.이 공동 연구 그룹은 새로운 메커니즘을 성공적으로 언급했습니다. 충전/방전 배터리 반응 중에 큰 부피 변형을 피하는 고순도 메이저 토토 사이트 호일 만 사용하여 양극으로 사용됩니다.

리튬-이온 충격 배터리는 4 개의 구성 요소로 구성됩니다. 음극, 전해질 및 분리기 필름은 배터리가 충전되거나 배전 될 때 양극을 사용합니다 그러나 캐소드에 의해 방출 된 리튬 이온과 탄소 기반 재료는 현재 양극 및 메이저 토토 사이트과 같은 금속의 주류입니다. 이 재료는 동일한 중량 탄소 기반 재료보다 3 ~ 10 배 더 많은 리튬 이온을 저장할 수 있기 때문에 고 에너지 밀도 배터리에 대한 약속 된 양극 재료로 간주되었습니다.
금속 양극의 적용은 엄청난 양의 변화 (2 ~ 4 배)가 양극의 구조를 파괴 할 수 있기 때문에 교착 상태가되었습니다.

공동 연구 그룹은 고순도 메이저 토토 사이트 포일의 경도를 최적화하면 볼륨 변화를 제어 하여이 오랜 문제에 대한 해결책을 찾을 수 있음을 발견했습니다. Tohoku University의 재료 연구 및 Sumitomo Chemical이 고순도 메이저 토토 사이트 사업을 통해 현재까지 재배 한 우수한 기술. 통합 메이저 토토 사이트 양극이 리튬 이온 배터리의 제조 공정을 크게 간소화 할 수 있으므로 두 조직은 환경에 미치는 영향을 줄이면서 더 높은 용량, 가벼운 무게 및 가격이 낮은 리튬 이온 재충전 용 배터리를 만들 수 있다고 기대합니다. 이러한 연구 결과는 차세대 솔리드 스테이트 배터리, 듀얼 이온 배터리 등에도 적용될 수 있습니다.

재료 연구 연구소, Tohoku University 및 Sumitomo Chemical은 통합 메이저 토토 사이트 양극의 실질적인 구현에 대한 공동 연구 노력을 계속하고 지속 가능한 사회의 개발에 기여할 것입니다.

기술 세부 사항

• 충전 과정에서 고순도 메이저 토토 사이트 호일의 경도 최적화는 전체 포일 표면에 리튬 이온의 균일 한 삽입을 가능하게합니다.
• 전면 전체를 가로 질러 메이저 토토 사이트-리튬 화합물 (ALLI)의 균일 한 층이 형성된 후, 해당 금속성 조성물의 공차로 인해 포일 표면과 내부 사이에 농도 구배가 형성됩니다. 화합물은 비록 비록 일대일이 아니지만, 이로 인해 포일 내의 메이저 토토 사이트 요소가 얼굴 전체를 가로 질러 표면을 향해 움직입니다. 충전 중 호일의 두께 치수 (리튬 삽입).
• 배출 공정에서, 리튬 이온은 나머지 메이저 토토 사이트 이온의 삽입으로 인해 충전 과정에서 확장 된 메이저 토토 사이트-리튬 화합물 전극 포일의 측면에서 추출된다. , 다음 전하 프로세스를 위해 다시 리튬 이온을 효과적으로 수용합니다.
• 메이저 토토 사이트 호일의 바닥은 전류를 수집하고 안정적인 전극 구조를 유지하는 기존의 흑연 양극의 구리 포일을 대체하는 것으로 유지됩니다. -하나의 통합 양극.

연구는에 발표되었습니다.Nature Communications(온라인 버전, 2020 년 4 월 13 일)

https://www.nature.com/articles/s41467-020-15452-0

게시 세부 정보

저널 : 자연 커뮤니케이션
제목 : 리튬 배터리의 합금 양극의 큰 부피 변형 우회
저자 : H. Li, T. Yamaguchi, S. Matsumoto, H. Hoshikawa, T. Kumagai, N. L. Okamoto, T. Ichitsubo
doi : 10.1038/s41467-020-15452-0

승인

이 연구는 Tohoku University의 재료 연구소와 Sumitomo Chemical Co. Ltd의 자료 연구소간에 계약을 맺은 공동 연구 프로젝트입니다. -JSPS Research Fellow Number 18J11696 과학 홍보 협회 (JSPS)에 의해 의뢰.

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