製造が簡単で安全性の高い新型リチウム電池を開発

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バイロイト大学のフランチェスコ・シウッチ教授のチームは、高いエネルギー密度と安定性を備えた固体リチウム金属電池を開発しました。 彼らは、新しい硝酸塩ベースの添加剤を使用して、電池電解質の不適合性の問題を解決し、擬固体電解質用の効果的な添加剤を作成する際の分子設計の重要性を強調しました。

バイロイト大学の電気化学エネルギーシステムの電極設計部長であるフランチェスコ・シウッチ教授は、中国の研究パートナーと協力して、硝酸リチウムと1,3-ジオキソランの間の不適合性を初めて解決することに成功した。 DOL) は、準固体のバッテリー電解質に使用されます。 彼らは、新しい硝酸塩ベースの添加剤を統合することでこれを達成しました。 この進歩は全固体電池にとって重要な意味を持ちます。 安全性や耐久性が高く、製造が容易な全固体リチウム金属電池の開発が可能になります。 さらに、このプロセスは従来の液体電池に使用されている既存の製造方法を維持します。

「同時に、電池の固体特性により高レベルの安全性が確保され、その製造は簡単です」と Ciucci 教授は述べています。 「私たちはさまざまなタイプのリチウム金属電池を作成することで、このアプローチの普遍性を実証しました。特に、製造されたパウチ型Li-S電池は、以前に記録されたパウチ型Li-S電池と比較して優れた性能を示しました。」

「エネルギーと環境科学」誌に掲載された研究で、Ciucci 教授の研究チームは、DOL の重合を可能にするために特別に設計された新しい添加剤、二硝酸トリエチレングリコールを導入しました。 研究チームは、重合と同時に窒素を豊富に含む固体電解質界面層が形成されることで、寄生虫反応が抑制され、電池効率も向上することを示した。

研究結果に基づいて、いくつかの電池セルが開発されました。 その中で、実験室規模のボタン型電池は、2000回以上安定して充放電できた。 興味深いことに、304 Wh kg-1 の高エネルギー密度と安定したサイクルを備えた 1.7 Ah Li-S パウチ電池も製造されました。 Ciucci 教授は次のように認めています。「この研究は、準固体電解質の効果的な添加剤を作成する際の分子構造設計の重要性を強調しています。これは、ポリ DOL ベースの準固体電解質を用途に使用する実用的な実現可能性が大幅に進歩したことを示しています。」リチウム金属電池です。」

Zilong Wangら。 耐久性のある実用的なリチウム金属電池に向けて: 新しい硝酸塩ベースの添加剤により、ポリ DOL ベースの準固体電解質の実現可能性を前進させる。 エネルギー環境。 科学、2023 年、先行記事

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