东京工业大学、东京大学、工业技术研究所和山形大学的联合研究小组阐明了全固态电池性能下降的机制,此外,还开发了一项技术仅通过热处理来改善这一点。
全固态电池由于使用难以燃烧的固体电解质而安全,有望取代现有的使用易燃液体电解质的电池,例如锂离子电池。但是,固体电解质与电极的界面的电阻(界面电阻)大,在实现高速充电方面存在问题。
研究人员通过调查增加全固态电池界面电阻的因素发现,当电极材料在制造过程中暴露在大气和水蒸气中时,界面电阻增加了 10 倍以上。
另一方面,我们也找到了一种方法来改善因此而恶化的电池性能。劣化的电池在150℃左右进行热处理时,界面电阻降低到热处理前的1/10以下,有可能恢复到与未暴露于任何环境下制造的电池相同的电阻值。大气还是水汽。我听说我明白了。
质子(氢离子)参与了这种恶化/恢复机制。来自大气中的水和水蒸气的质子侵入电极内部,阻碍了锂离子在界面的传输,导致界面电阻增加,但在进行热处理时,侵入的质子进入固体电解质据说可以自发移动,分离,恢复到正常界面。
该研究成果是朝着提高全固态电池性能迈出的重要一步,有望成为实际应用的突破口。
纸张信息:[ACS Applied Materials & Interfaces] 通过电池形式的退火显着降低固体电解质-电极界面电阻