科学者たちは、100℃で安全に使用できる新しいタイプのリチウムイオン電池を発明しました

リチウムイオン電池は人々の日常生活で人気がありますが（電気自動車や携帯電話はいたるところにあります）、研究者たちはまだより安全なバージョンを作成しようとしています。リチウムイオン電池は「小型・大容量」で有名ですが、高温になると大きな問題を起こしやすくなります。 「自然発火」を回避するために、可燃性液体電解質を固体形態に置き換えることは、この問題を克服するための1つの方法かもしれません。研究者たちは、考えられる答えを思いついたところです。それは、火をつけることなく摂氏100度の温度に耐えることができる固体リチウムイオン電池です。

スマートフォンを太陽の下に置かなくても、画面に「冷やしてから使い続けてください」などの高温警告が表示される場合があります。

これは、バッテリー内の液体電解質が高温で膨張または発火する可能性があるためです。誤った充電と過熱は、このタイプの障害の原因の1つである可能性があります。

リチウム電池の故障の可能性は高くありませんが、世界でのリチウム電池の全体的な所有権は依然として非常に驚くべきものです。もちろん、iPhoneや電気自動車の運転でこのような事故を起こしたくないのは確かです。

研究者は、バッテリーの状態を監視するスマートチップを構築するか、液体電解質を固体電解質に置き換えることで、リチウムイオンバッテリーの安全性を高めたいと考えています。

電解質は正極と負極の間に溢れ、全固体電池は明らかに高温に対してより耐性がありますが、この概念は別の問題も提起します-固体電極を固体電解質に接続する方法、電荷の流れを可能にし、抵抗を最小限に抑え、充電時間を。

チューリッヒにあるスイス連邦工科大学の研究者たちは、問題を解決したと主張するバッテリー設計を提案しました。彼らは新しいバッテリーをサンドイッチに例えました。電極には2枚のパンがあり、肉の中間層には固体電解質があります。

ガーネットは、さまざまな宝石を形成する鉱物です。ウォーターナイフ切断の研削材として使用され、リチウムイオンの導電率が最も高い材料でもあります。

チームは、その多孔質表面特性を利用するために、固体ガーネット電解質を作成しました。粘性のあるネガは、Kongzhongに浸透するため、電極と電解質の接触面積が非常に大きくなり、バッテリーの充電が速くなります。

テストでは、チームは100°C（212°F）の高温に耐えることができることを発見しました。 「液体またはゲル電解質を使用するバッテリーは、このような高温に耐えることができません」と共著者のJanvandenBroek氏は述べています。

現段階では、バッテリーの最適な動作温度は95°C（203°F）以上であり、リチウムイオンの移動をより促進することができます。用途の見通しとしては、エネルギー貯蔵発電所への展開にも適しています。

研究の詳細は、AdvancedEnergyMaterialsの最近の号に掲載されています。

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