완전 고체 상태 배터리 는 큰 돌파구 를 일으키고 상용화 를 향한 확실한 단계 를 밟는다

도쿄 공과대학, AIST, 야마가타 대학 연구팀은 최근 낮은 저항을 회복하는 전략을 발명했습니다.따라서 모든 고체 상태 배터리를 상용화하는 길에 확실한 단계를 밟았습니다.그들은 또한 기본적 인 감소 메커니즘을 탐구하여 모든 고체 리?? 배터리의 작동 방식에 대한 근본적인 이해를위한 길을 열었습니다.

고체 리?? 배터리는 재료 과학과 공학 분야에서 새로운 열풍이 되었습니다. 전통적인 리?? 이온 배터리는 더 이상 첨단 기술의 기준을 충족시키지 못하기 때문입니다.높은 에너지 밀도를 필요로 하는 전기차와 같이, 빠른 충전, 긴 주기 수명. 모든 고체 상태 배터리, 기존 배터리에서 발견되는 액체 전해질 대신 고체 전해질을 사용하는,하지만 비교적 안전하고 편리합니다. 짧은 시간에 충전할 수 있기 때문입니다..

그러나 고체 전해질은 그 자체의 도전을 가지고 있습니다. 중요한 도전 중 하나는 카토드와 고체 전해질 사이의 인터페이스가 큰 저항을 보여줍니다.그 원천이 잘 알려져 있지 않음또한, 전극 표면이 공기에 노출되면 저항이 증가하여 배터리의 용량과 성능이 저하됩니다.저항을 줄이기 위한 시도가 있었지만, 아무도 공기에 노출되지 않을 때 보고 된 인터페이스 저항 값인 10Ω cm2 (ohm-centimeter-square) 로 줄일 수 없었습니다.

최근 ACS Applied Materials & Interfaces에 발표된 연구에 따르면 일본 도쿄 공과대학 (Tokyo Tech) 타로 히토스기 교수와 시게루 코바야시 연구팀이도쿄 공과대학 박사과정 학생, 마침내 문제를 해결했을 수도 있습니다.

낮은 인터페이스 저항을 회복하기 위한 전략을 세우고이 연구팀은 고성능 전체전지 제조에 대한 귀중한 통찰력을 제공했습니다.이 연구 는 도쿄 기술 연구소, 일본 국립 첨단 산업 기술 연구소 (AIST) 와 야마가타 대학이 공동 연구 한 결과 이다.

먼저 연구팀은 리?? 안오드, 리?? 코발트 산화체 카소드, 3PO4 고체 전해질로 구성된 얇은 필름 배터리를 준비했습니다.연구팀은 리?? 코발트 산화물 표면을 공기에 노출시켰습니다., 질소 (N2), 산소 (O2), 이산화탄소 (CO2), 수소 (H2) 및 수증기 (H2O) 30분 동안

놀랍게도, 그들은 N2, O2, CO2 및 H2에 노출되면 노출되지 않은 세포에 비해 세포의 성능이 저하되지 않는다는 것을 발견했습니다."H2O 증기만이 강도로 Li3PO4-LiCoO2 인터페이스를 파괴하고 그 저항 값을 크게 증가시킵니다.이 비율은 노출되지 않은 인터페이스보다 10배 이상 높습니다".라고 Hitosugi 교수는 말했습니다.

그 다음 연구팀은 샘플을 배터리 방식의 열처리에 150°C에서 1시간 동안 노출시켜 부정적인 전극을 저장하는 "열화"라고 불리는 과정을 수행했습니다.놀랍게도, 이것은 저항을 10.3Ω cm2로 줄였으며, 노출되지 않은 세포의 저항과 비교할 수 있습니다. 수치 시뮬레이션과 최첨단 측정을 수행함으로써,연구팀은 이 감소가 "열화" 과정에서 리?? 이오ξει이드 구조에서 프로톤이 자발적으로 제거된 것으로 추정되었다고 발견했습니다.. "

히토스기 교수는 이렇게 결론 내립니다. "우리 연구 결과 리?? 코발타트 구조 속의 양성자는 회복 과정에 중요한 역할을 합니다.우리는 이 인터페이스 미생물 과정의 해명이 완전 고체 배터리의 응용 잠재력을 넓히는 데 도움이 될 것으로 기대합니다"..