Сверхбыстрый процесс изготовления интерфейса металл Li - неорганический твердый электролит

Энергетика и экология ( IF 38.532 ) Pub Date : 2021-06-24 , DOI. 10.1039/d1ee00759a

Хирокадзу Китаура, Эйдзи Хосоно, Хаошен Чжоу

реферат

Ожидается, что литиевый анод будет применяться в батареях следующего поколения, использующих неорганические твердые электролиты (НТЭ). При соединении Li с ISEs межфазные реакции часто приводят к ухудшению характеристик, поэтому их удается избежать. В данном докладе мы демонстрируем новую стратегию для сверхбыстрого формирования хорошей границы раздела между Li и ISEs, использующую В данном докладе мы демонстрируем новую стратегию сверхбыстрого формирования качественной границы раздела между Li и ISE, используя реактивный процесс (метод ультразвуковой сварки плавлением). Мы обнаружили, что ультразвуковое облучение способствует формированию подходящей границы раздела между расплавленным Li и ISEs, а процесс соединения завершается всего за несколько секунд. Полученный интерфейс имеет низкое сопротивление и может быть использован при высокой плотности тока 0,5 мА см-2. Разработка прототипов элементов для батарей нового поколения стала возможной благодаря использованию этого сверхбыстрого процесса.

Более широкий контекст

Металл Li, обладающий большой теоретической емкостью (3860 мА ч г-1) и отрицательным потенциалом (-3,04 В по сравнению со стандартным водородным потенциалом), рассматривается как идеальный анодный материал. Ожидается, что полностью твердотельные батареи с использованием неорганических твердых электролитов (ТЭ) и металлического Li станут батареями нового поколения с высокой безопасностью и высокой плотностью энергии. Поэтому в исследованиях литий-ионных аккумуляторов важны методы, позволяющие эффективно соединять металлический Li с ISEs за короткое время с помощью простого процесса. Поэтому методы, позволяющие эффективно и за короткое время соединить металлический Li с ISE с помощью простого процесса, важны для исследования литий-ионных аккумуляторов. В данном докладе мы демонстрируем новую стратегию быстрого соединения металлического Li и ISE с помощью ультразвуковых волн - метод термоплавкого соединения с помощью ультразвука. Мы обнаружили, что ультразвуковое облучение способствует формированию интерфейса между Li и ISE, а процесс соединения завершается всего за несколько секунд. Полученный интерфейс обладает низким сопротивлением и может быть использован при высокой плотности тока. Разработка прототипов ячеек стала возможной благодаря этому сверхбыстрому процессу. Эта технология, позволяющая легко создать электрохимически благоприятный интерфейс Li-ISE, освобождает людей от хлопот, связанных с Li и ISE. Данная технология, позволяющая легко создать электрохимически благоприятный интерфейс Li-ISE, освобождает от хлопот, связанных с изготовлением литиевых анодов, и будет способствовать созданию батарей нового поколения и использованию электромобилей.

Ультрабыстрый процесс получения литиевых металл-неорганических интерфейсов твердых электролитов

Ожидается, что литиевые аноды будут использоваться в следующем поколении аккумуляторов, использующих неорганические твердые электролиты (НТЭ). При соединении Li с ISE межфазные реакции, как правило, приводят к ухудшению характеристик, поэтому их стараются избегать. В данном докладе мы демонстрируем новую стратегию сверхбыстрого формирования хорошего интерфейса между Li и ISE с помощью реактивного процесса (метод ультразвуковой сварки плавлением). Мы обнаружили, что ультразвуковое облучение помогает сформировать подходящий интерфейс между расплавленным Li и ISE и что процесс соединения занимает всего несколько секунд. Полученный интерфейс обладает низким сопротивлением и может использоваться при высоких плотностях тока 0,5 мА см-2. Этот сверхбыстрый процесс облегчает разработку прототипов элементов для батарей нового поколения.

Металлический литий, обладающий большой теоретической емкостью (3860 мА ч г-1) и отрицательным потенциалом (-3,04 В по сравнению со стандартным водородным потенциалом), считается идеальным анодным материалом. Ожидается, что полностью твердотельные аккумуляторы с использованием неорганического твердого электролита (ТЭ) и металлического лития станут следующим поколением аккумуляторов, обладающих высокой безопасностью и большой плотностью энергии. Поэтому технология эффективного присоединения металлического лития к ISE с помощью простого процесса за короткое время является очень важной для исследования Li-ISE аккумуляторов. Однако традиционные методы требуют длительных и утомительных процессов. В данном докладе мы демонстрируем новую стратегию быстрого присоединения металлического лития к ISE с помощью ультразвука - метод термического сплавления с использованием ультразвука. Мы обнаружили, что ультразвуковое облучение способствует формированию границы раздела между плавленым литием и ISE, а процесс соединения занимает всего несколько секунд. Полученный интерфейс обладает низким сопротивлением и может использоваться при высоких плотностях тока. Этот сверхбыстрый процесс облегчает разработку прототипов батарей. Технология позволяет легко создавать электрохимически благоприятные интерфейсы Li-ISE, освобождая людей от хлопот по изготовлению литиевых анодов, и будет способствовать созданию батарей нового поколения и внедрению электромобилей.

Примечание: Перевод на китайский язык выполнен с помощью компьютерной программы, пожалуйста, обращайтесь к оригинальному тексту.

Источник:Энергетика и экология