名古屋大學、松下株式會社和日本精密陶瓷中心聯合成功實現了全固態鋰離子電池的充放電,並在世界上首次實現了鋰離子在正極材料中的分佈可視化。預計下一代電池將投入實際使用。

 全固態鋰離子電池是可以期待具有高安全性和高能量密度的下一代電池。作為可以克服使用液體電解質的傳統電池問題的“創新電池”之一,世界各地都在進行研究和開發,以將其安裝在電動汽車和混合動力汽車上。然而,全固態鋰離子電池在電極/固體電解質界面處的鋰離子遷移阻力極高,不利於實用化。

 “電子能量損失譜”可以測量電子通過樣品內部時損失的能量,分析材料中的元素和電子態。 “先進的圖像分析技術(多元分析技術)”可以清晰地捕捉到納米尺度的微弱鋰信號。課題組將充分利用課題組掌握的這些新技術,在掃描透射電鏡下對全固態鋰離子電池進行充放電,並將鋰離子分佈在正極材料鈷酸鋰中。區域。並成功實現了量化可視化。

 從這個觀察發現,鋰在正極中分佈不均,這也影響了鋰離子在充放電過程中的運動。還發現在靠近固體電解質的界面附近鋰離子濃度低,並混入了大量的四氧化三鈷。

 由該結果闡明了界面處鋰離子遷移電阻高的原因,有望在下一代電池的實際應用方面取得重大進展。

論文信息:[Nano Letters] 通過 STEM-EELS 和高光譜圖像分析對全固態電池中的電化學反應和鋰離子進行定量操作可視化

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