名古屋大学、松下公司和日本精细陶瓷中心联合成功完成了全固态锂离子电池的充放电,并在全球首次实现了正极材料中锂离子分布的可视化。预计下一代电池将投入实际使用。

 全固态锂离子电池是具有高安全性和高能量密度的下一代电池。作为可以克服使用液体电解质的传统电池的问题的“创新电池”之一,世界各地都在进行研究和开发,以将其安装在电动汽车和混合动力汽车上。然而,全固态锂离子电池在电极/固体电解质界面处具有极高的锂离子转移阻力,阻碍了实际应用。

 “电子能量损失谱”可以测量电子通过样品内部时损失的能量,分析材料中的元素和电子状态。 “先进的图像分析技术(多元分析技术)”可以清晰捕捉纳米尺度的微弱锂信号。课题组将充分利用课题组拥有的这些新技术,在扫描透射电子显微镜下对全固态锂离子电池进行充放电,并将锂离子分布在正极材料钴酸锂中。区域。并成功地进行了量化可视化。

 由此观察发现,锂在正极中分布不均,这也影响了锂离子在充放电过程中的运动。还发现固体电解质附近界面附近的锂离子浓度低,混入了大量的四氧化三钴。

 据此结果,明确了界面处锂离子迁移阻力高的原因,有望在下一代电池的实际应用方面取得较大进展。

纸张信息:[Nano Letters] 通过 STEM-EELS 和高光谱图像分析对全固态电池中的电化学反应和锂离子进行定量操作可视化

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