Taotlus areng kõik tahkis-õhuke kile liitiumpatareid

Keemiliste energiaallikate arendamine on liikunud suure erienergia, pika eluea ja kõrge ohutuse suunas. Täis-tahke-olekuga õhukese kilega liitiumakud on muutunud kõige populaarsemaks liitiumakude tüübiks. Anorgaanilised täis-tahked õhukese kilega liitiumakud kasutavad õhukese kilega positiivseid ja negatiivseid elektroode ning õhukesi tahkeid elektrolüüte. Tahke elektrolüüdi õhuke kile morfoloogia võimaldab asendada vedela elektrolüüdi madalama ioonjuhtivusega tahke elektrolüüdiga. Positiivsete ja negatiivsete elektroodide õhuke kile morfoloogia võimaldab rakendada palju positiivseid ja negatiivseid materjale, mille laengu- ja tühjendusmahus on suured muutused, nagu metallist liitium ja õhuke kilest räni Oota. Samal ajal, õhukekile morfoloogia peenikeste liitiumpatareide tõttu, on lihtne töödelda mikronisuuruseid akusid ja isegi edasisi uuringuid nanosuurusega patareide kohta. Seetõttu ei ole õhukese kilega liitiumakud muutunud mitte ainult järgmise põlvkonna keemiliste energiaallikate uurimiskeskuseks, vaid ka mikropatareide vältimatuks uurimiseks. Arengu suund.

Praegused uurimissuunad anorgaaniliste täis-tahkes olekus õhukeste kiledega liitiumakude jaoks jagunevad peamiselt järgmiselt: 1) uute akustruktuuride uurimine ja arendamine, aku võimsuse parandamine ühikupindala ja tühjenemisvõimsuse kohta ning kõrgkileliitiumakude madala pindala ja võimsuse probleemi lahendamiseks: (2) teadusuuringud uut tüüpi tahkete elektrolüütide kohta, millel on kõrge ioonjuhtivus, et lahendada madala liitiumioonjuhtivuse anorgaanilise difeejuhis anorgaanilised tahked elektrolüüdid: (2) Teadusuuringud uut tüüpi tahkete elektrolüütide kohta, millel on kõrge ioonne juhtivus, et lahendada madala liitiumi ioonelektrijuhtivuse anorgaanilise detülevuse anorgaaniliste metallide ja elektrolüütide probleem: (2) Teadusuuringud uut tüüpi tahkete elektrolüütide kohta, millel on suur ioonjuhtivus, et lahendada madala liitiumi ioonjuhtivuse anorgaanilise detaadi difeülendvõimsuse ja võimsuse probleemi. : (3) Teadusuuringud uut tüüpi positiivsete ja negatiivsete elektroodide kohta, et positiivsed ja negatiivsed elektroodid pärast filmi moodustumist oleksid paremad

1. Uuringud õhukeste kileliitiumakude struktuuri kohta

Õhuke kile liitiumaku võtab vastu klassikalise lamineeritud struktuuri, mis on lihtne ja kergesti töödeldav. Kuid selleks, et veelgi parandada aku jõudlust, suureneb järk-järgult uuringud õhukese kile liitiumaku struktuuri kohta, eriti 3D-struktuur õhuke kileliitiumaku on tänu oma heatoimivuse ootustele muutunud uurimiskeskuseks. Õhukese kile liitiumaku 3D-struktuuris on see sarnane 3D-aku poorse struktuuriga. Sellist akut töödeldakse paljude regulaarselt paigutatud mikropooridega räni substraadil ja Li difusioonitõkkekiht TiN sadestatakse mikropoorides ja seejärel kasutatakse räni negatiivse elektroodina. LiPON on elektrolüüt, LiCoO2 on aku tegemiseks positiivne elektrood.

2. Anorgaanilise tahke elektrolüüdi uuringud

Anorgaaniliste tahkeelektrolüütide ga patareidel on elektrolüütide patareide ees palju eeliseid, nagu elektrokeemiline stabiilsus, termiline stabiilsus, löögikindlus, löögikindlus, lekke- ja saasteprobleemid ning lihtne miniaturization ja õhuke kile moodustumine. Heal anorgaanilisel tahkel elektrolüüdil peaksid olema järgmised omadused: 1) liitiumioonjuhtivus ja peaaegu tühine elektrooniline juhtivus liitiumi aktiivolekus ja ümbritseva õhu temperatuuri vahemikus; (2) See peab olema stabiilne elektrokeemiliste reaktsioonide all, eriti liitiumi või liitiumisulami negatiivse elektroodiga kokkupuutuv liides; (3) Selle kasutamiseks peab tahke elektrolüüt olema keskkonnasõbralik, mittetoksiline, odav ja kergesti ette valmistatav ning kõige parem on, et soojuspaisumistegur võib olla kooskõlas mõlema poole elektroodidega, vähemalt mitte liiga erinev.

(1) Kristalliline anorgaaniline elektrolüüt

Praegu on kristallilised anorgaanilised elektrolüüdid paljudes aruannetes näidanud suurt ioonset juhtivust ning neid saab jagada nasicon-tüüpi, LISICON- tüüpi, Tio-LISICON-tüüpi, perovskiidi tüübi ja muude struktuuride tahkeks elektrolüütideks. NASICON tahke elektrolüüdi struktuur on üldiselt M[A2B3O12]. Kuigi NASICON elektrolüüt on kõrge ioonne juhtivus, on T-toode kergesti vähendatud metallliitiumiga, mille tulemuseks on ebastabiilne kokkupuude metallliitiumiga.

LISICON on ka kõrge ioonjuhtivus. Selle tüüpiline struktuur on Lisa.Zn1.GeO1sThio-LISl-CON tüüpi elektrolüüt elektrolüütide parandamiseks, et parandada elektrolüüdi ioonset juhtivust. LISICON tüüpi elektrolüüt, väävel kasutatakse asemel hapnikku, nagu Li2GeS3, Li4GeS4, Li2ZnGeS4 Ja muud uued materjalid, selle ioonide juhtivus võib ulatuda 6,5 × 10-5S / cm.

Praegused uurimissuunad anorgaaniliste täis-tahkes olekus õhukeste kiledega liitiumakude jaoks jagunevad peamiselt järgmiselt: 1) uute akustruktuuride uurimine ja arendamine, aku võimsuse parandamine ühikupindala ja tühjenemisvõimsuse kohta ning kõrgkileliitiumakude madala pindala ja võimsuse probleemi lahendamiseks: (2) teadusuuringud uut tüüpi tahkete elektrolüütide kohta, millel on kõrge ioonjuhtivus, et lahendada madala liitiumioonjuhtivuse anorgaanilise difeejuhis anorgaanilised tahked elektrolüüdid: (2) Teadusuuringud uut tüüpi tahkete elektrolüütide kohta, millel on kõrge ioonne juhtivus, et lahendada madala liitiumi ioonelektrijuhtivuse anorgaanilise detülevuse anorgaaniliste metallide ja elektrolüütide probleem: (2) Teadusuuringud uut tüüpi tahkete elektrolüütide kohta, millel on suur ioonjuhtivus, et lahendada madala liitiumi ioonjuhtivuse anorgaanilise detaadi difeülendvõimsuse ja võimsuse probleemi. : (3) Teadusuuringud uut tüüpi positiivsete ja negatiivsete elektroodide kohta, et positiivsed ja negatiivsed elektroodid pärast filmi moodustumist oleksid paremad

1. Uuringud õhukeste kileliitiumakude struktuuri kohta

Õhuke kile liitiumaku võtab vastu klassikalise lamineeritud struktuuri, mis on lihtne ja kergesti töödeldav. Kuid selleks, et veelgi parandada aku jõudlust, suureneb järk-järgult uuringud õhukese kile liitiumaku struktuuri kohta, eriti 3D-struktuur õhuke kileliitiumaku on tänu oma heatoimivuse ootustele muutunud uurimiskeskuseks. Õhukese kile liitiumaku 3D-struktuuris on see sarnane 3D-aku poorse struktuuriga. Sellist akut töödeldakse paljude regulaarselt paigutatud mikropooridega räni substraadil ja Li difusioonitõkkekiht TiN sadestatakse mikropoorides ja seejärel kasutatakse räni negatiivse elektroodina. LiPON on elektrolüüt, LiCoO2 on aku tegemiseks positiivne elektrood.

2. Anorgaanilise tahke elektrolüüdi uuringud

Anorgaaniliste tahkeelektrolüütide ga patareidel on elektrolüütide patareide ees palju eeliseid, nagu elektrokeemiline stabiilsus, termiline stabiilsus, löögikindlus, löögikindlus, lekke- ja saasteprobleemid ning lihtne miniaturization ja õhuke kile moodustumine. Heal anorgaanilisel tahkel elektrolüüdil peaksid olema järgmised omadused: 1) liitiumioonjuhtivus ja peaaegu tühine elektrooniline juhtivus liitiumi aktiivolekus ja ümbritseva õhu temperatuuri vahemikus; (2) See peab olema stabiilne elektrokeemiliste reaktsioonide all, eriti liitiumi või liitiumisulami negatiivse elektroodiga kokkupuutuv liides; (3) Selle kasutamiseks peab tahke elektrolüüt olema keskkonnasõbralik, mittetoksiline, odav ja kergesti ette valmistatav ning kõige parem on, et soojuspaisumistegur võib olla kooskõlas mõlema poole elektroodidega, vähemalt mitte liiga erinev.

(1) Kristalliline anorgaaniline elektrolüüt

Praegu on kristallilised anorgaanilised elektrolüüdid paljudes aruannetes näidanud suurt ioonset juhtivust ning neid saab jagada nasicon-tüüpi, LISICON- tüüpi, Tio-LISICON-tüüpi, perovskiidi tüübi ja muude struktuuride tahkeks elektrolüütideks. NASICON tahke elektrolüüdi struktuur on üldiselt M[A2B3O12]. Kuigi NASICON elektrolüüt on kõrge ioonne juhtivus, on T-toode kergesti vähendatud metallliitiumiga, mille tulemuseks on ebastabiilne kokkupuude metallliitiumiga.

LISICON on ka kõrge ioonjuhtivus. Selle tüüpiline struktuur on Lisa.Zn1.GeO1sThio-LISl-CON tüüpi elektrolüüt elektrolüütide parandamiseks, et parandada elektrolüüdi ioonset juhtivust. LISICON tüüpi elektrolüüt, väävel kasutatakse asemel hapnikku, nagu Li2GeS3, Li4GeS4, Li2ZnGeS4 Ja muud uued materjalid, selle ioonide juhtivus võib ulatuda 6,5 × 10-5S / cm.