Tohoku University 및 Sumitomo Chemical은 충전 및 배출 중에 악화를 피할 수있는 새로운 메커니즘을 드러냅니다. 보스 토토 음성 전극의 문제인 새로운 음성 전극을 실현하여 리튬 -이온 2 차 배터리의 성능을 향상시킵니다.

2020 년 4 월 27 일

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

포인트

• 탄소 기반 양극보다 몇 배 더 많은 에너지를 저장할 수있는 보스 토토 양극의 경우, 고급 보스 토토 호일을 사용하여 충전 및 배출 중에 부피 팽창 및 수축이 제어 될 수 있음을 발견했습니다. 이것의 메커니즘이 명확 해졌습니다.
• 또한, 기존의 음성 전극은 전류를 수집하고 기질로 사용하는 리튬 이온과 구리 포일을 저장할 수있는 탄소 기반 재료의 적층 구조를 가져야하지만 고급 보스 토토 포일을 사용함으로써 우리는 두 역할의 균형을 맞추는 "적분 음성 전극"이 될 것입니다.
• 이 결과는 배터리 제조 공정을 크게 단순화하고 개선하는 데 기여합니다

요약

Tohoku University의 Metal Materials Institute of Metal Materials의 특별 조교수 인 Lee Hongyi 및 National University Corporation, Ichitsubo Tetsu 교수, Sumitomo Chemical Co., Ltd. (이하 "연구 그룹"이라고 언급). )는 2019 년 4 월에 발표되었습니다. 리튬 이온 2 차 배터리의 용량을 증가시키기 위해 새로운 음성 전극을 연구하고 개발하는 목표와 협력하여. 결과적으로, 우리는 이제 충전 및 배출 중에 발생하는 막대한 부피 왜곡을 피하기 위해 고급 전극 보스 토토 호일 만 음극으로 사용하는 새로운 메커니즘을 발견했습니다.

리튬 이온 2 차 배터리는 4 가지 주요 구성 요소로 구성됩니다 : 양의 전극, 음성 전극, 전해질 및 분리기는 양의 전극과 음극을 유발합니다. 전극은 충전 중에 충전되고 배출됩니다. 탄소 기반 재료는 현재 음성 전극의 주류이지만 탄소 기반 재료보다 3 ~ 10 배 더 많은 에너지를 저장하는 실리콘 외에 배터리 용량을 더욱 증가시키기 위해 금속을 사용할 수도 있습니다. -주석 및 보스 토토과 같은 기반 재료.

이번에는 연구 그룹은 고순도 보스 토토 호일의 경도를 최적화함으로써 충전 및 배출 중에 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 보스 토토 사업에서 수년에 걸쳐 재배 해 온 기술을 통해 이해되었습니다.

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

기술 설명

• 고순도 보스 토토 호일의 경도를 최적화하면 충전 중에 전체 호일에서 균일 한 리튬 이온을 수신 할 수 있습니다
• 보스 토토-리튬 금속 간 화합물이 전체 표면에 균일하게 형성되지만, 1 : 1이 아닌 경우에도 화합물을 생성하는 금속 간 화합물의 독특한 특성은 포일 표면과 깊이 사이의 구배 농도를 가능하게합니다. 부분. . 이로 인해 포일의 보스 토토이 포일의 깊은 곳으로 올라가면 두께의 방향으로 만 볼륨 팽창이 진행되고 충전 (리튬 화)이 수행됩니다.
• 배출되면, 리튬 이온은 보스 토토-리트륨 합금 전극 포일의 표면에서 방출되며, 이는 리시늄으로 인해 부피가 확장된다. 리튬 이온의 방출은 다음 전하에서 리튬 이온을 효율적으로 받아들이 기 위해 많은 개방 구멍이있는 보스 토토 구조를 만듭니다
• 포일 바닥의 보스 토토은 변하지 않으며 전류를 수집하고 전극 구조를 유지하는 구리 포일의 대안입니다. 다시 말해, 고순도 보스 토토 단독은 두 역할을 결합 할 수있는 통합 된 음성 전극 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 Metals 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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