東京工業大學的Taro Hitosugi教授與東北大學的Hideyuki Kawasoko助理教授和日本工業大學的Masaru Shiraki教授合作,在高功率全固態電池中實現了極低的界面電阻,從而實現了超低界面電阻。高速充放電,論證成功。
目前,產生比普通鋰離子電池更高電壓的高功率全固態電池正在引起人們的關注。實際應用的挑戰之一是降低產生高電壓的電極與固體電解質之間界面處的鋰離子電阻。
該研究小組利用薄膜製造技術和超高真空工藝,使用可產生約5V高電壓的電極材料製造出了一種理想的全固態電池。評價固體電解質和電極之間的界面處的離子電導率的結果是,界面電阻為7.6Ωcm 2 的極低值。這比傳統全固態電池的報告低約兩位數,比使用液體電解質的情況低約一位數。此外,活化能與超離子導體一樣低(約2 eV)。
為了探索這種低電阻界面的穩定性,我們進行了充放電測試,即使在大電流(14mA/cm2)下也成功地實現了穩定的高速充放電。 經過100次超快充放電循環後,沒有觀察到電池容量的變化,這表明固體電解質和電極之間的界面對於鋰離子的高速運動是穩定的。全固態電池的結構分析還表明,在固體電解質和電極之間形成界面後,鋰離子立即自發地從固體電解質遷移到電極。
這項研究結果不僅有望成為高功率全固態電池實際應用的重要一步,而且將有助於構建固體電解質和固體電解質之間界面的離子傳輸理論。電極。