AkbInfo.ru
информационный сайт об аккумуляторах
Вконтакте Facebook Twitter Канал Youtube
Сервис подбора стартерных аккумуляторов по марке автомобиля

Алексей Прохоров
18 января 2022, Вторник в 11:34:36
0
комментариев

Японские исследователи изучают механизм снижения электрического сопротивления твёрдотельных литиевых аккумуляторов

Твёрдотельные литиевые аккумуляторы стали новым популярным направлением работ специалистов по материаловедению и инженерии. Это неудивительно, поскольку современные литий-ионные аккумуляторные батареи с жидким электролитом больше не соответствуют требованиям передовых технологий. В частности, речь идёт об электромобилях, которые требуют от аккумуляторов высокой энергетической плотности, длительной эксплуатации и быстрой зарядки. Всё это могут обеспечить АКБ, в которых вместо жидкого электролита используется твёрдый. Ещё одним их преимуществом является более высокая безопасность по сравнению с моделями, которые используются сейчас.

Японские исследователи изучают механизм снижения электрического сопротивления твёрдотельных литиевых аккумуляторов


Ещё один шаг на пути к разработке твердотельных аккумуляторов сделали исследователи из Tokyo Tech, AIST и Yamagata University. Они представили свою стратегию восстановления низкого электрического сопротивления таких аккумуляторных батарей. Учёные провели изучение механизма восстановления, который лежит в основе литиевых твердотельных батарей.

Любая аккумуляторная система имеет свои плюсы и минусы. В том числе, и твердый электролит. Учёные уже давно обнаружили, что на границе между твердым электролитом и положительным электродом существует большое электрическое сопротивление, происхождение которого они пока объяснить не могут. Помимо этого, когда на поверхность электрода воздействует воздух, сопротивление увеличивается. Это уменьшает ёмкость и мощность аккумуляторной батареи. Учёные уже несколько раз предпринимали попытки понизить это сопротивление, но ни одна из них не была успешной.

Недавно этой проблемой занялась исследовательская группа во главе с профессором Таро Хитосуги (Taro Hitosugi) и Сигеру Кобаяши (Shigeru Kobayashi,) из Токийского технологического института (Tokyo Tech). Им удалось сдвинуть этот вопрос с мёртвой точки. Они разработали стратегию восстановления низкого сопротивления на границе твердотельного электролита. Исследователь также заявляют, что смогли раскрыть механизм, который лежит в основе снижение сопротивления. В результате, была получена ценная информация о природе твердотельных аккумуляторов. Исследование было проведено совместно со специалистами Национального института передовых промышленных наук и технологий (AIST) и Университета Ямагата. Результаты были опубликованы здесь.

Исследовательская группа подготовила тонкопленочные батареи, которые состоят из литиевого отрицательного электрода, положительного электрода LiCoO2 и твердого электролита Li3PO4. Поверхность LiCoO2 была подвергнута воздействию воздуха, азота (N2), кислорода (O2), углекислого газа (CO2), водорода (H2) и водяного пара (H2O) в течение 30 минут. Учёные обнаружили, что воздействие N2, O2, CO2 и H2 не ухудшило характеристики батареи по сравнению с образцом где, не было такого воздействия. Профессор Хитосуги сказал, что лишь пары H2O сильно разрушают границу раздела Li3PO4 — LiCoO2 и резко увеличивают сопротивление до значений в 10 раз превышающих сопротивление образца, не подвергавшегося воздействию.

Затем команда исследователей правила процесс, который они называют «отжигом». При этом образец аккумулятора с осажденным отрицательным электродом подвергался термической обработке при 150 градусах Цельсия в течение часа. После этого сопротивление на границе раздела уменьшилась до 10,3 Ом на см2. Это сопоставимо со значением сопротивления аккумулятора, которые не подвергался воздействию воздуха.

После этого специалисты провели численное моделирование и ряд измерений. Они сделали предположение, что снижение сопротивления связано с удалением протонов из структуры LiCoO2 во время отжига. Как заключил профессор Хитосуги, исследование продемонстрировало, что протоны в структуре LiCoO2 играют важную роль в процессе восстановления. Он надеется, что полученные сведения о важных микроскопических процессах позволят расширить возможности для создания и применения твердотельных литиевых аккумуляторов.

Оцените статью!
ОтвратительноПлохоТак себеХорошоЗамечательно (голосов: 1, в среднем: 5,00 из 5)
Загрузка...
Присоединяйтесь к нам в социальных сетях!

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.




Вы находитесь: Главная Новости Японские учёные уменьшают сопротивление твёрдотельных аккумуляторов путём нагрева
Подписка
Введите Ваш email
 
Поставьте эту галочку, если хотите отписаться от рассылки.
Внимание! Отправляя email для подписки, вы соглашаетесь с Политикой конфиденциальности.
Рассылка приходит раз в месяц и содержит последние материалы на сайте, которые могут быть вам интересны. Если Вы хотите отписаться от рассылки, то ведите email и поставьте галочку при отправке формы.
© 2015 - 2022 Информационный сайт об аккумуляторах Akbinfo.ru
Копирование материалов разрешено только при установке активной ссылки на наш сайт!!!