アメリカの科学者たちは、炭素原子をホウ素原子に置き換えることで、固体リチウムイオン電池技術が大幅に改善されたことを発見しました。

外国メディアの報道によると、ローレンスリバーモア国立研究所（LLNL）の科学者であるブランドンウッドと米国国立標準技術研究所（米国）の科学者であるミルジャナディミトリエフスカが国際的な研究開発協力を主導し、研究チームはそれをリチウム電池電解質。炭素原子の代わりにホウ素原子（ホウ素原子）を使用すると、リチウムイオンの移動度が向上します。この機能は、全固体電池にとって魅力的です。

これは、いわゆる「フラストレーション」の例です。システムのダイナミクスは、リチウムイオンが所定の位置に留まることに決して満足しないことを決定するため、リチウムイオンは常に動いています。

現在の電池と比較して、全固体リチウムイオン電池は安全性、電圧、およびエネルギー密度を高めることができます。しかし、全固体電池はまだ開発の初期段階にあり、これまでのところ、市販の全固体リチウム電池はほとんど達成されていません。

全固体電池の商品化に対する主要な障壁の1つは、リチウムイオンが正極と負極の間を効果的に移動できるように設計された固体電解質材料が少なすぎることです。

しかし、入手可能な材料には多くの問題があり、材料の安定性に問題があるものもあれば、処理が難しいものもあります。残りの代替品については、リチウムイオンの移動速度が遅いため、ほとんどが排除されています。つまり、製造時に、材料が非常に薄いことを確認してください。

新しい研究は、新しい材料である閉じたホウ酸塩に焦点を当てています。これは最近、リチウムイオンの流量が速いことがわかっています。ウッドによれば、材料の電気化学的特性は安定しており、処理が容易です。他の材料と比較して、その利点はより多くあります。

商品化にはいくつかの障壁がありますが、熱安定性、機械的強度、周期性が高く、まさにチームの注目を集めています。新しい材料は魅力的であり、将来、今日の固体電解質材料の代わりに使用される可能性があります。

電解質材料は、正に帯電した無水塩化リチウムと負に帯電した閉じたホウ酸アニオンを含む塩材料です。この研究は、閉じたホウ酸アニオンがその位置の再調整を迅速に完了し、固体マトリックス内でホバリングし、特定の優先順位に従って交互に変位できることを示しました。

閉じたホウ酸アニオンに炭素を加えると、いわゆる双極子が生成され、近くの炭素原子のリチウムイオンをはじきます。陰イオンの速度に応じて、炭素原子は異なる位置を向き、そのたびに固体マトリックス内のリチウムイオンが近くの領域に移動します。このタイプの塩はギャロッピングアニオンであるため、リチウムイオンの流速は非常に速くなります。

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