Les batteries au lithium à l'état solide sont devenues une nouvelle tendance dans le domaine de la science et de l'ingénierie des matériaux

Les batteries au lithium entièrement solides sont devenues un nouveau boom dans les sciences des matériaux et l'ingénierie, parce que les batteries lithium-ion traditionnelles ne peuvent plus répondre aux normes des technologies avancées,comme le véhicule électriqueJe ne sais pas.Les véhicules électriques doivent répondre à des conditions telles qu'une forte densité énergétique, une recharge rapide et une longue durée de vie.Les batteries à l'état solide utilisent un électrolyte solide au lieu de l'électrolyte liquide des batteries traditionnelles, qui répond non seulement aux normes ci-dessus, mais est également relativement plus sûr et plus pratique.

Cependant, les électrolytes solides ont aussi des problèmes difficiles à surmonter. Il s'avère qu'une grande résistance se produit entre l'électrode positive et l'électrolyte solide,et l'origine est moins claireEn outre, lorsque la surface de l'électrode est exposée à l'air, la résistance augmente et la capacité et les performances de la batterie diminuent.Personne n' a pu le réduire à 10.Ohen cm2Je ne sais pas.à la valeur de la résistance lorsqu'elle n'est pas exposée à l'air.

Dans une étude récemment publiée dans ACS Applied Materials and Interface, une équipe de recherche dirigée par le professeur Taro Hitosugi de l'Université de technologie de Tokyo, au Japon, et Shigeru Kobayashi,étudiant au doctorat à l'Université de technologie de Tokyo, a finalement résolu le problème.

Tout d'abord, l'équipe a préparé une batterie à film mince composée d'une anode de lithium, d'une cathode d'acide cobalt de lithium et d'un électrolyte solide 3PO4.l'azote, oxygène, dioxyde de carbone, hydrogène et vapeur d'eau pendant 30 minutes avant de terminer la fabrication de la batterie.

À leur grande surprise, ils ont constaté que les batteries exposées à la plupart des gaz ne réduisaient pas les performances de la batterie par rapport aux batteries non exposées.Seule la vapeur d'eau augmente fortement la résistance de la batterie, plus de 10 fois supérieure à la valeur de résistance non exposée.

L'équipe a ensuite mené un processus connu sous le nom de " recuit " (Annealing), dans lequel la batterie de l' échantillon a été traitée thermiquement pendant une heure à 150 °C.- Je ne sais pas.C. Étonnamment, le processus a réduit la résistance à 10.3Ohcm2, comparable à la résistance de la batterie non exposée.

En effectuant des simulations et des mesures numériques, l'équipe a ensuite constaté que cette réduction était attribuable à l'élimination spontanée des protons de la structure LiO 2 lors du recuit.Les scientifiques ont dit: " Notre étude montre que les protons dans les structures acides lithium-cobalt jouent un rôle important dans la réduction de la résistance.Nous espérons que l'élucidation de ces processus microscopiques contribuera à élargir le potentiel d'application des batteries à l'état solide.