Anonim
Tokyo-Tech-Li-ion-BaTiO3

„Chociaż akumulatory litowo-jonowe okazały się bardzo przydatne, nie można ich wystarczająco szybko ładować wysokimi prądami, nie powodując problemów, takich jak nagłe spadki cykliczności i pojemności wyjściowej z powodu ich wysokiej rezystancji i niepożądanych reakcji ubocznych”, według Tokyo Tech.

Jedna z reakcji ubocznych obejmuje rozpuszczanie jonów Co 4+ w roztworze elektrolitu akumulatora podczas cykli ładowania / rozładowania. Innym efektem jest tworzenie stałego interfejsu elektrolitu między materiałem aktywnym i elektrodą w tych bateriach, co utrudnia ruch jonów Li.

Stosowanie materiałów o wysokiej stałej dielektrycznej, takich jak BaTiO 3, jest już znane z tego, że poprawia wysoką wydajność katod LiCoO 2, chociaż sposób, w jaki działał, nie był jasny.

n

Zespół wykonał trzy różne katody (patrz schemat), jedną bez izolacji, jedną pokrytą warstwą BaTiO 3 i jedną pokrytą nanodrobkami BaTiO 3 .

Modelował także katodę z pojedynczą kropką BaTiO 3, co dało prognozę, że gęstość prądu blisko krawędzi kropki jest wysoka. „Ten szczególny obszar nazywa się interfejsem trójfazowym [elektrolit BaTiO 3 -LiCoO 2 ], a jego istnienie znacznie poprawiło parametry elektryczne katody pokrytej mikroskopijnymi nanodotkami BaTiO 3 ”, powiedział Tokyo Tech.

W testach fizycznych katoda kropkowana rzeczywiście wykazywała lepszą wydajność, zarówno pod względem stabilności, jak i pojemności rozładowania. „Nasze wyniki pokazują, że dekorowanie za pomocą nanodotków BaTiO 3 odgrywa ważną rolę w poprawie zdolności do cykliczności i zmniejszeniu odporności”, powiedział profesor Tokio, Mitsuru Itoh.

Tokyo-Tech-Li-ion-BaTiO3 Wniosek jest taki, że kropki tworzą ścieżki, przez które jony Li mogą łatwo interkalować i de-interkalować, nawet przy bardzo wysokich prędkościach ładowania i rozładowania, ponieważ pole elektryczne koncentruje się wokół materiałów o wysokiej stałej dielektrycznej.

Co więcej, tworzenie się interfejsu stałego elektrolitu jest znacznie tłumione w pobliżu interfejsu trójfazowego, co w przeciwnym razie skutkowałoby słabą cyklowością - chociaż „mechanizm, przez który tworzenie stałego interfejsu elektrolitowego jest hamowany w pobliżu interfejsu trójfazowego jest nadal niejasny ”, Powiedział Itoh.