东京工业大学的Taro Ichisugi教授和他的同事们与东北大学的助理教授Hideyuki Kawashita和日本工业大学的Masaru Shiraki教授合作,用高输出的全固态电池实现了极低的界面电阻,并实现了超高速充放电,示范成功。
目前,比普通锂离子电池产生更高电压的大功率全固态电池备受关注。实际应用的挑战之一是降低产生高电压的电极与固体电解质形成的界面处锂离子的电阻,但目前还没有明确的降低界面电阻的措施,其可行性尚不清楚。
该研究小组利用薄膜制造技术和超高真空工艺,使用可产生约 5V 高电压的电极材料制造出理想的全固态电池。评价固体电解质与电极界面的离子电导率的结果,界面电阻为7.6Ωcm2的极低值。这比传统全固态电池报告的低大约两个数量级,比液体电解质低大约一个数量级。此外,活化能显示出与超离子导体相似的低值(约 2 eV)。
为了找到这种低电阻界面的稳定性,我们进行了充电/放电测试,即使在大电流(14 mA / cm2)下也成功实现了稳定的高速充电/放电。 100次超高速充放电后电池容量未见变化,表明固体电解质与电极之间的界面对锂离子的高速运动是稳定的。此外,全固态电池的结构分析结果表明,锂离子在形成固体电解质和电极之间的界面后立即自发地从固体电解质移动到电极。
预计这一成果不仅将成为大功率全固态电池实际应用的重要一步,而且还将导致固体电解质与固体电解质界面离子输运理论的建立。电极。
纸张信息:[ACS Applied Materials and Interfaces] Li3PO4电解液/Li(Ni0.5Mn1.5)O4电极界面的极低电阻