リチウム金属アノードアプリケーションの問題を解決するための山東大学のリチウムパワーバッテリーカソード材料の飛躍的進歩。

リチウム金属は、リチウムイオン電池のカソード材料としてのグラファイトの完全な代替品であり、リチウムイオン電池がレンジギャップを克服することを可能にします。山東大学材料科学工学部准教授のFENGJIN KUIの最新作が、トップジャーナルNANOenergyに掲載されました。この技術は、「電気自動車には適さない」と考えられているリチウムイオン電池に革命をもたらすことを約束します。

山東大学はリチウム金属アノードアプリケーションの最大の問題を克服しました

純粋な電気自動車は自動車産業の焦点であり、そのコアコンポーネントの1つであるリチウムパワーバッテリーは繰り返し世論の最前線に押し出されてきました。リチウム電池の性能と電池寿命に対する「批判」が最大の不満です。これは、リチウムパワーバッテリー技術が近年明らかに進歩していないためです。市販の電池の陰極は主に容量の小さい黒鉛陽極材料であり、電池のエネルギー密度と範囲が制限されることが知られています。対照的に、リチウム金属はリチウム電池の理想的なアノード材料であり、エネルギー密度と範囲の問題を解決できます。

FENG JIN KUIによると、リチウムイオン電池の正極材料として金属リチウムを使用するには、安全性とサイクル寿命という2つの大きな問題を克服する必要があります。リチウム金属アノード、循環過程でのリチウムデンドライトを悩ませた主な問題は、局所分極の要因により、リチウムデンドライトの成長がある程度ダイアフラムを貫通する可能性がある場合、リチウムデンドライトの成長は金属リチウム表面を作り、セキュリティの問題を引き起こしますさらに、リチウムデンドライトの破砕が「死んだリチウム」を形成し、それによってバッテリー容量の損失を引き起こす可能性がある場合、リチウムデンドライトはリチウム金属アノードの適用を妨げる最大の障害です。

FENG JIN Sui准教授の研究グループは、減圧蒸留を使用して市販の真ちゅうから低沸点金属亜鉛を除去し、3D多孔質銅を合成し、リチウム金属カソードのコレクター流体として使用しました。減圧蒸留は、前駆体の1つまたは複数の成分を気化させることによって純粋な高沸点生成物を得る方法です。この方法は、環境に優しく、低コストで、工業化が容易です。調製した多孔質銅の細孔径と気孔率は、蒸留時間と温度によって制御でき、副生成物の亜鉛はリサイクルできます。多孔質銅は、リチウムデンドライトの成長を抑制し、バッテリーの安全性を向上させることができます。また、循環過程での体積膨張を緩和し、安定したSEI膜と電極構造を形成し、良好な循環性能と増倍性能を得ることができます。

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