東京大學實現作動電壓上限5.2V之LiB長期穩定運作

 

刊登日期:2021/5/17
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東京大學發表成功地實現了比既有鋰離子電池(4.3V)高出許多,作動電壓上限達5.2V之鋰離子電池的長期穩定作動。研究團隊發現賦予正極導電性而少量添加的碳導電助劑因電解液中陰離子插入引發之副反應是電池劣化的主因。為了有效抑制此副反應,研究團隊進行了電解液設計,利用高濃度電解液讓陰離子或溶媒分子皆與鋰離子強力結合在一起,促使其不易插入於碳導電助劑層間。此外,特殊的液體構造也抑制了過去電解液在高電壓時的氧化分解反應問題。

此外,由於採用的溶媒可以在正極表面形成防止陰離子透過的保護膜,因此除了讓陰離子不易接近碳導電助劑之外,並可同時保護正極活物質表面受到強烈氧化氛圍的影響。由於採用了能發揮多重機能性的電解液,進而成功地促使由Li2CoPO4F與石墨所組成之最大充電電壓5.2V的高電壓鋰離子電池達到了實用等級的穩定作動(初期容量比93%維持率/1,000次充放電)。

長年來高電壓鋰離子電池無法以5V以上的電壓上限進行作動,但透過此項研究,實證了高電壓鋰離子電池的長壽命化,今後已接近理論界線的鋰離子電池能量密度將可望有大幅增加的空間。此外,利用高電壓作動減少電池直列數量、同時抑制多個副反應而達到長壽命化等研究成果,將可望進一步應用於各種既有電池系統提升能量密度或可靠性等相關開發上。


資料來源: https://www.t.u-tokyo.ac.jp/soe/press/setnws_202104061356121576288960.html
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