リチウム電池の固体電解質界面部品の飛躍的進歩

リチウムイオン電池は今日のエネルギー貯蔵の主流ですが、充電と放電の分子および原子の基礎科学はまだ謎です。

NatureCatalysisのエネルギー省アルゴンヌ国立研究所の研究によると、研究チームは、電極と液体電解質の間の固体電解質界面（固体電子電解質、SEI）の化学組成のブレークスルーを達成しました。これは、電気自動車メーカーにとって重要なバッテリー寿命を予測するチームの能力を向上させるのに役立つと、アルゴンヌ国立研究所の材料科学部門（MSD）の化学エンジニアであるDusanStrmcnikは述べています。

科学者たちは長い間リチウムイオン電池のSEIを分解することに取り組んできましたが、充電すると電池の形成がSEIを形成し、グラファイト電極上に1,000万ミリの厚膜が生成されることを知っているだけです。 、およびフィルムは有害な反応から界面を保護することができます。同時に、リチウムイオンは電極と電解質の間を往復するため、リチウムイオン電池の場合、良好なSEIが必要条件です。 Strmcnikは、バッテリーの効率と寿命はSEIの品質に依存すると指摘しました。科学者がその化学的性質と独立した組成規則を知ることができれば、SEIを通じてバッテリー効率を向上させることができます。

そのため、アルゴンヌ国立研究所は、デンマークのコペンハーゲン大学、ドイツのミュンヘン工科大学、BMWグループと国際研究チームを結成し、リチウムイオン電池SEIの一般的な化学物質であるフッ化リチウムの解決に成功しました。

実験と計算によると、バッテリーの充電中にフッ化水素の電気化学反応が発生し、フッ化リチウムが電解質から固体状態に変換されて水素が生成されます。このような反応は、グラファイト、グラフェン、金属などの電極材料に大きく依存しており、電池触媒の重要性を証明しています。

チームはまた、フッ化水素濃度を検出するための新しい方法を開発しました。フッ化水素は水分とリチウム塩（LiPF6）によって形成される有害物質であるため、この検出方法はSEIの将来の科学的研究の鍵となります。 NenadMarkovic研究員は、この研究は将来BMWバッテリー研究センターでテストされると述べました。研究の次のステップは、今日のリチウムイオン電池の別の道を開く新しいリチウムイオン電池技術を設計することです。

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