新開發高能量密度之全固態鋰硫電池用正極

 

刊登日期:2021/11/26
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大阪府立大學發表確認了硫化鋰正極活性物質容量與固體電解質耐分解性之間的關係,並成功開發出全固態鋰硫電池用正極。大阪府立大學過去已開發出由硫化鋰(Li2S)與碘化鋰(LiI)組成的固溶體,且做為全固態鋰硫電池正極活物質,成功地實現幾乎與理論容量同等程度的容量。然而為了構建具有高能量密度的電池,相對於電極內無蓄電能力的碘化鋰,須增大硫化鋰的比例,而電極內的碘化鋰增加,會產生量大幅降低的問題。

對於此項課題,研究團隊以硫化鋰/碘化鋰固溶體製成的正極進行了充放電反應機制的調查,並確認在充放電過程中從固溶體中生成的碘化鋰做為硫化鋰內的離子傳導路徑而發揮機能性,進而形成高容量。由於添加至硫化鋰之鋰離子傳導體的性質會影響硫化鋰的容量,因此研究團隊製作了添加各種Li +傳導體(做為電極內硫化鋰的離子傳導路徑)的正極,並進行了Li+傳導體性質與硫化鋰容量之間的相關性調查。

結果發現,Li+傳導體特性的耐分解性與離子傳導性對於硫化鋰容量產生極大影響。基於此相關性,研究團隊添加了具有耐分解性與較高離子傳導度的固體電解質,進而開發出硫化鋰正極。

在目前現有的硫化鋰正極研究資料中,可知新開發的正極具有最高的容量,且當電解質層與鋰金屬負極為理想數量時,將可望實現能量密度較既有鋰離子電池提高約2倍之全固態鋰硫電池的開發。今後研究團隊也將以新開發的硫化鋰正極結合過去開發的薄層固體電解質、高容量負極,著手開發高能量密度之全固態鋰硫電池。


資料來源: https://news.mynavi.jp/article/20211029-2172861/
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