礼让三分,安全十分,严格遵守交通规则,共创和谐社会。研究团队用无烧结方法低温合成锂陶瓷 可用作固体电池电解质,可以根据不同的情况采取相应的措施,下面将详细介绍研究团队用无烧结方法低温合成锂陶瓷 可用作固体电池电解质,希望能帮到您,帮助您,就是我们服务的开始。
使用锂陶瓷固体电解质,可以改善可充电锂离子电池的性能和成本效益,其中挑战在于找到无需高温烧结陶瓷的生产方法。据外媒报道,美国麻省理工学院(MIT)和德国慕尼黑工业大学(TU Munich)研究团队引入无烧结方法,可以高效且低温合成导电晶体形式陶瓷。
影响电动汽车电池发展的两个主要因素是功率和成本,前者决定了车辆的续航里程,而后者在与内燃机车辆的竞争中具有重要意义。美国能源部(US Department of Energy)致力于加速从汽油动力汽车向电动汽车过渡,并制定了到2030年降低生产成本和提高电池能量密度的目标。这些目标是使用传统锂离子电池无法实现的。
为了实现更小、更轻、更强大且更安全的电池,可以采用固态电池(其中使用由金属锂而不是石墨制成的阳极)。传统锂离子电池采用液体有机电解质,并通过聚合物薄膜将阳极室和阴极室隔开。与之相反,固态电池中的所有组件都是固体,其中薄陶瓷层可同时充当固体电解质和隔膜,从而有效防止锂枝晶生长,并避免因热失控引起的短路风险。此外,这种电解质中不含易燃液体。
传统锂离子电池采用液体有机电解质,并通过聚合物薄膜将阳极室和阴极室隔开。与之相反,固态电池中的所有组件都是固体,其中薄陶瓷层可同时充当固体电解质和隔膜,从而有效防止锂枝晶生长,并避免因热失控引起的短路风险。此外,这种电解质中不含易燃液体。
石榴石型氧化锂Li7La3Zr2O12−d(LLZO)可作为陶瓷电解质/隔膜,用于高能量密度电芯。这种材料必须与阴极在超过1050℃的温度下烧结在一起,以将LLZO转化为快速传导锂的立方晶相,使其充分致密化并牢固地结合到电极上。然而,当温度超过600℃时,可持续低钴或无钴阴极材料的稳定性会受到影响,同时增加生产成本和能耗。因此,需要更经济、更可持续的新生产方法。
新工艺不是基于陶瓷前体化合物,而是基于液体前体化合物,在连续分解合成过程中可直接致密化形成LLZO。为了优化合成条件,该团队通过多种方法(拉曼光谱、动态差示扫描量热法)来分析LLZO从无定形形式到所需结晶形式(cLLZO)的多步相变,并得出时间-温度变换图。
基于对结晶过程的深入了解,研究人员开发了一种方法,在相对较低的500℃温度下,经过10小时的退火,cLLZO可以形成致密的固体薄膜,而无需烧结。对于未来的电池设计,这种方法可使固体LLZO电解质与可持续阴极集成,从而避免使用钴等稀缺元素。
大家可以参考小编上面的研究团队用无烧结方法低温合成锂陶瓷 可用作固体电池电解质介绍,希望能够对大家有帮助,在平时的使用时候,需要定期的进行维护与保养,这样的话可以起到一个很好的保证作用。