TRC解明全固態電池性能劣化原因,可望促進早期實用化

 

刊登日期:2025/6/12
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日本Toray Research Center(TRC)與產業技術綜合研究所(AIST)共同利用多角度的儀器分析技術,成功解明了導致全固態電池性能劣化的原因。研究團隊發現在充放電後,全固態電池正極內部的電極活性物質與固體電解質之間會發生剝離,以及硫化物系固體電解質的化學結構也會發生變化。透過這些新發現可望藉由抑制剝離現象並提升電解質的化學穩定性,從而促進全固態電池的早期實用化。

全固態電池所使用的硫化物系材料因具有優異的鋰離子導電性,被認為是最具潛力的固體電解質候選之一。然而,目前已知這類電解質在充放電過程中,活性物質會產生膨脹與收縮,導致與固體電解質的接觸面(界面)出現剝離現象。

TRC與AIST的研究團隊為了解決此一界面問題,結合電子顯微鏡觀察與多種光譜分析技術,對充放電過程中界面的形態與組成變化進行解析。結果顯示,全固態電池在充放電後會出現容量衰減等性能下降現象。研究團隊確認了正極層中電極活性物質與固體電解質之間的剝離,並發現正極層內硫化物固體電解質化學結構的改變是導致電池性能劣化的主要原因。研究團隊特別指出「伴隨氯離子脫離的結構變化,以及氧化物離子進入硫化物固體電解質所引起的化學結構變化,會導致全固態電池性能下降」。

研究團隊表示:「透過適切結合儀器分析手法,可合理解釋電池特性的變化」。此次取得的知識與分析方法,亦將有助於全固態電池材料研發或製造流程的改善,並可望促進金屬鋰電池等次世代電池的研發。


資料來源: https://www.toray-research.co.jp/news/article.html?contentId=zspqbaed
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