東北大學與住友化學成功控制鋁負極充放電時的體積膨脹收縮,可望促進LiB高性能化

 

刊登日期:2020/5/13
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日本東北大學與住友化學利用高純度鋁箔,共同發現了可控制鋰離子電池之鋁負極在充放電時體積膨脹收縮的機制。研究團隊透過將高純度鋁箔的硬度予以最佳化,進而發現可藉此控制鋁箔在充放電時體積的膨脹收縮。鋁箔硬度的最佳化可讓充電時鋁箔整體均一地接收鋰離子,藉此雖然均一地形成了鋁-鋰金屬間化合物(IMC),但鋰在鋁箔表面會形成濃度梯度(Concentration Gradient)。而鋁箔深處的鋁也一樣往表面上推,體積膨脹僅往厚度方向展開,充電動作(鋰化作用)即開始進行。

另在放電時,因鋰化作用而從體積膨脹的鋁-鋰合金電極箔的表面放出鋰離子之際,會產生許多鋁空孔構造,藉此即可促使下一次的充電時能夠有效率地接收鋰離子。此外,由於鋁箔底部的鋁並未有變化,仍能聚集電流,故可取代為了維持電極構造所使用之銅箔,未來僅有高純度鋁的一體型負極將成為可能。一體型鋁負極一旦實現,將可簡化鋰離子電池製程,進而促進更進一步的高容量化、低價格化。


資料來源: https://www.sumitomo-chem.co.jp/news/detail/20200427.html
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