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2020 년 4 월 27 일

National University Corporation, Tohoku University, Metal Materials Research Institute
Sumitomo Chemical Co., Ltd.

포인트

• 우리는 고급 알루미늄 호일을 사용하여 충전 및 방전 중에 볼륨 팽창 및 수축이 제어 될 수 있음을 발견했으며,이 메커니즘의 메커니즘이 명확 해졌다
• 또한, 기존의 음성 보스 토토은 전류를 수집하고 기본 재료로서 작용하는 리튬 이온과 구리 포일을 저장할 수있는 탄소 기반 재료로 라미네이션되어야했지만, 우리는 그것들이 고순도 알루미늄 포일을 사용하여 두 기능을 모두 할 수있는 "적분 음성 보스 토토"임을 발견했습니다.
• 이 결과는 배터리 제조 공정을 크게 단순화하고 개선하는 데 기여합니다

요약

Tohoku University의 금속 재료 연구소 특별 조교수 인 Lee Hongyi와 National University Corporation의 Ichi Tzu Tetsu 교수는 2019 년 4 월 이후로 고조파 이온 2 차 배터리를 연구하고 개발하기 위해 새로운 부정적인 보스 토토을 개발하기 위해 새로운 부정적인 보스 토토을 개발하기 위해 새로운 부정적인 보스 토토을 개발하기 위해 함께 노력해 왔습니다. 이제 우리는 결과적으로 우리가 결과적으로 사용하는 새로운 기계를 발견했습니다. 충전 및 방전 중에 발생하는 거대한 부피 왜곡을 피하기위한 음성 보스 토토 재료.

리튬-이온 2 차 배터리는 4 가지 주요 구성 요소로 구성됩니다. 양의 보스 토토, 음극 보스 토토, 전해질 및 분리기 및 충전 및 배출은 리튬 이온이 양극 보스 토토과 음성 보스 토토 사이에 이동하여 양성 보스 토토이 제온을 캡처하는 데 도움이 될 때 발생합니다. 탄소 기반 재료는 오늘날의 음성 보스 토토의 주류이지만, 배터리의 용량을 더욱 증가시키기 위해, 탄소 기반 재료보다 3 ~ 10 배 더 많은 에너지를 저장할 수있는 실리콘 외에도 주석 및 알루미늄과 같은 금속 기반 재료가 사용될 것으로 예상됩니다. 그러나 이러한 재료는 많은 리튬 이온을 가져 와서 많은 양의 에너지를 저장할 수 있지만 충전 및 배출 중에 2-4 번 확장 및 수축되어 내부 보스 토토 구조가 쉽게 손상 될 수있어 실용적으로 사용하기위한 도전이되었습니다.

이번에는 연구 그룹은 고순도 알루미늄 호일의 경도를 최적화함으로써 충전 및 배출 동안 부피 팽창 및 수축을 제어 할 수 있음을 발견했습니다. 이 연구는 Tohoku University Institute of Metal Materials and Materials and Materials Institute의 재료 및 재료 과학의 융합과 Sumitomo Chemical이 고급 알루미늄 사업에서 수년에 걸쳐 재배 해 온 기술을 통해 이해되었습니다. 통합 알루미늄 네거티브 보스 토토의 실현을 통해 배터리 제조 공정을 기존의 리튬 이온 2 차 배터리와 비교하여 배터리 제조 공정을 크게 단순화 할 수있어 제조 공정의 환경 영향을 줄이고 고용량, 무게 및 저렴한 가격을 제공합니다. 또한,이 연구의 결과는 차세대 배터리로 주목을받는 모든 솔리드 스테이트 배터리에 적용 할 수 있습니다.

Tohoku University Metal Materials Research Institute 및 Sumitomo Chemical은 통합 알루미늄 음성 보스 토토을 실현하기 위해 연구 개발에 계속 열심히 노력할 것이며 지속 가능한 사회를 구축하기 위해 노력할 것입니다.

기술 설명

• 고순도 알루미늄 호일의 경도를 최적화하면 충전 중에 전체 호일에서 균일 한 리튬 이온을 수신 할 수 있습니다
• 알루미늄-리튬 금속 간 화합물이 전체 표면에 걸쳐 균일하게 형성되지만, 1 : 1이 아닌 경우에도 화합물을 생성하는 금속 간 화합물의 독특한 특성은 포일 표면과 깊은 부분 사이의 농도 구배를 생성합니다. 이로 인해 포일의 알루미늄이 포일의 깊은 곳으로 올라가면 두께의 방향으로 만 볼륨 팽창이 진행되고 충전 (리튬 화)이 수행됩니다.
• 방전 중에, 리튬 이온은 알루미늄-리스튬 합금 보스 토토 호일의 표면에서 방출되며, 이는 비명으로 인해 부피가 확장된다. 리튬 이온의 방출은 다음 전하에서 리튬 이온을 효율적으로 받아들이 기 위해 많은 개방 구멍이있는 알루미늄 구조를 만듭니다
• 포일의 바닥에있는 알루미늄은 변경되지 않았으며 전류를 수집하고 보스 토토 구조를 유지하는 구리 포일의 대안입니다. 다시 말해, 고순도 알루미늄 단독은 두 역할을 결합 할 수있는 통합 된 음성 보스 토토 일 수 있습니다.

이 결과는 4 월 13 일 Nature Communications Magazine에서 온라인으로 게시되었습니다.
https://www.nature.com/articles/s41467-020-15452-0

게시 된 논문
잡지 이름 : Nature Communications
영어 제목 : 리튬 배터리의 합금 양극의 거대한 부피 변형 우회
모든 저자 : Lee Hiroki, Yamaguchi Takitaro, Matsumoto Shingo, Hoshikawa Kosuke, Kumagai Toshiaki, Okamoto Noriko, Ichitsubo Tetsu
doi : 10.1038/s41467-020-15452-0

제휴 기관 및 보조금

이 결과는 Tohoku University Institute of Metals and Mestals and Materals and Sumitomo Chemical의 공동 연구였습니다. 이 연구는 또한 과학 기술의 제휴 연구 및 기본 연구 홍보를 위해 일본 협회 (Japan Society)에서 지원했습니다.

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