Alkalmazás fejlesztése minden szilárdtest vékonyfilm lítium akkumulátorok

A kémiai energiaforrások fejlesztése a nagy fajlagos energia, a hosszú élettartam és a magas biztonság irányába mozdult el. Minden szilárd testvékony-ajtajuk lítium akkumulátorok váltak a legnépszerűbb típusú lítium akkumulátorok. A szervetlen, teljesen szilárd testű vékonyfilmes lítium akkumulátorok vékonyfilmes pozitív és negatív elektródákat és vékonyfilmes szilárd elektrolitokat használnak. A szilárd elektrolit vékony filmmorfológiája lehetővé teszi a folyékony elektrolit helyettesítését szilárd elektrolittal alacsonyabb ionvezető képességgel. A pozitív és negatív elektródák vékonyfilm-morfológiája lehetővé teszi számos pozitív és negatív anyag alkalmazását nagy töltési és kisülési térfogattal, mint például a fém lítium és vékonyfilm szilícium Várjon. Ugyanakkor a vékonyfilmes lítium akkumulátorok vékonyfilm-morfológiájának köszönhetően könnyen feldolgozható mikron méretű akkumulátorokká, és még további kutatásokat végez nek a nano méretű akkumulátorokban. Ezért a vékonyfilmes lítium akkumulátorok nem csak a következő generációs kémiai energiaforrások kutatási hotspotjává váltak, hanem a mikroakkumulátorok elkerülhetetlen kutatásává is. A fejlesztés iránya.

A szervetlen, teljesen szilárdtest vékonyfilmes lítium akkumulátorok jelenlegi kutatási irányai főként a következőkre oszthatók: (1) Új akkumulátorszerkezetek kutatása és fejlesztése, az akkumulátor egységenkénti kapacitásának és a kisülési teljesítménynek a javítása, valamint a vékonyfilmes lítium akkumulátorok alacsony egységnyi kapacitásának és teljesítményének problémájának megoldása: (2) A nagy ionos vezetőképességű szilárd elektrolitok új típusainak kutatása megoldja az alacsony lítium-ion vezetőképesség problémáját a szervetlen szilárd elektrojú : (3) A pozitív és negatív elektródák új típusainak kutatása, hogy a pozitív és negatív elektródák a filmképződés után jobb

1. Kutatás a vékonyfilmes lítium akkumulátorok szerkezetéről

A vékonyfilmes lítium akkumulátor klasszikus laminált szerkezetet alkalmaz, amely szerkezete egyszerű és könnyen feldolgozható. Bármennyire, azzal a kontinálás a előadás -ból elem, a kutatás -on szerkezet -ból vékony film lítium elem van fokozatosan növekvő, különösen a 3D szerkezet vékony film lítium elem birtokol válik egy kutatás forrófejű ember köszönhetően -a jó előadás elvárás. A vékonyfilmes lítium akkumulátor 3D-s szerkezetében hasonló a 3D akkumulátor porózus szerkezetéhez. Ez a fajta akkumulátor feldolgozása sok rendszeresen elrendezett mikropórusok a szilícium szubsztrátum, és a Li diffúziós barrier réteg TiN lerakódik a mikropórusok, majd a szilícium használják, mint a negatív elektróda. LiPON az elektrolit, LiCoO2 a pozitív elektróda, hogy az akkumulátor.

2. Szervetlen szilárd elektrolit kutatása

A szervetlen szilárd elektrolitokat használó akkumulátorok számos előnnyel rendelkeznek az elektrolit elemekkel szemben, mint például az elektrokémiai stabilitás, a termikus stabilitás, az ütésállóság, az ütésállóság, a szivárgás- és szennyezési problémák, valamint az egyszerű miniatürizálás és a vékony filmképződés. A jó szervetlen szilárd elektrolitnak a következő jellemzőkkel kell rendelkeznie: (1) Magas lítium-ion vezetőképesség és szinte elhanyagolható elektronikus vezetőképesség a lítium aktív állapotán és környezeti hőmérséklet-tartományán belül; (2) Elektrokémiai reakciók esetén stabilnak kell lennie, különösen a lítium vagy lítium ötvözet negatív elektródával érintkező interfésznek; (3) Használathoz a szilárd elektrolitnak környezetbarátnak, nem mérgezőnek, alacsony költségűnek és könnyen elkészíthetőnek kell lennie, és a legjobb, ha a hőtágulási együttható mindkét oldalon összhangban van az elektródákkal, legalábbis nem túl különböző.

(1) Kristályos szervetlen elektrolit

Jelenleg a kristályos szervetlen elektrolitok számos jelentésben magas ionos vezetőképességet mutattak, és nasicon típusú szilárd elektrolitokra, LISICON típusra, Thio-LISICON típusra, perovskite típusra és más szerkezetekre oszthatók. A NASICON szilárd elektrolit szerkezete általában M[A2B3O12]. Bár a NASICON elektrolit magas ionvezető képességgel rendelkezik, a T terméket könnyen csökkenti a fém lítium, ami instabil érintkezést eredményez a fém lítiummal.

A LISICON magas ionvezető képességű. Tipikus szerkezete lisa.zn1.GeO1sThio-LISl-CON típusú elektrolit, hogy javítsa az elektrolit ionos vezetőképességét. A LISICON típusú elektrolitban az oxigén helyett kénet használnak, mint például a Li2GeS3, a Li4GeS4, a Li2ZnGeS4 És más új anyagok, az ionvezető képessége elérheti a 6,5×10-5S/cm-t.

A szervetlen, teljesen szilárdtest vékonyfilmes lítium akkumulátorok jelenlegi kutatási irányai főként a következőkre oszthatók: (1) Új akkumulátorszerkezetek kutatása és fejlesztése, az akkumulátor egységenkénti kapacitásának és a kisülési teljesítménynek a javítása, valamint a vékonyfilmes lítium akkumulátorok alacsony egységnyi kapacitásának és teljesítményének problémájának megoldása: (2) A nagy ionos vezetőképességű szilárd elektrolitok új típusainak kutatása megoldja az alacsony lítium-ion vezetőképesség problémáját a szervetlen szilárd elektrojú : (3) A pozitív és negatív elektródák új típusainak kutatása, hogy a pozitív és negatív elektródák a filmképződés után jobb

1. Kutatás a vékonyfilmes lítium akkumulátorok szerkezetéről

A vékonyfilmes lítium akkumulátor klasszikus laminált szerkezetet alkalmaz, amely szerkezete egyszerű és könnyen feldolgozható. Bármennyire, azzal a kontinálás a előadás -ból elem, a kutatás -on szerkezet -ból vékony film lítium elem van fokozatosan növekvő, különösen a 3D szerkezet vékony film lítium elem birtokol válik egy kutatás forrófejű ember köszönhetően -a jó előadás elvárás. A vékonyfilmes lítium akkumulátor 3D-s szerkezetében hasonló a 3D akkumulátor porózus szerkezetéhez. Ez a fajta akkumulátor feldolgozása sok rendszeresen elrendezett mikropórusok a szilícium szubsztrátum, és a Li diffúziós barrier réteg TiN lerakódik a mikropórusok, majd a szilícium használják, mint a negatív elektróda. LiPON az elektrolit, LiCoO2 a pozitív elektróda, hogy az akkumulátor.

2. Szervetlen szilárd elektrolit kutatása

A szervetlen szilárd elektrolitokat használó akkumulátorok számos előnnyel rendelkeznek az elektrolit elemekkel szemben, mint például az elektrokémiai stabilitás, a termikus stabilitás, az ütésállóság, az ütésállóság, a szivárgás- és szennyezési problémák, valamint az egyszerű miniatürizálás és a vékony filmképződés. A jó szervetlen szilárd elektrolitnak a következő jellemzőkkel kell rendelkeznie: (1) Magas lítium-ion vezetőképesség és szinte elhanyagolható elektronikus vezetőképesség a lítium aktív állapotán és környezeti hőmérséklet-tartományán belül; (2) Elektrokémiai reakciók esetén stabilnak kell lennie, különösen a lítium vagy lítium ötvözet negatív elektródával érintkező interfésznek; (3) Használathoz a szilárd elektrolitnak környezetbarátnak, nem mérgezőnek, alacsony költségűnek és könnyen elkészíthetőnek kell lennie, és a legjobb, ha a hőtágulási együttható mindkét oldalon összhangban van az elektródákkal, legalábbis nem túl különböző.

(1) Kristályos szervetlen elektrolit

Jelenleg a kristályos szervetlen elektrolitok számos jelentésben magas ionos vezetőképességet mutattak, és nasicon típusú szilárd elektrolitokra, LISICON típusra, Thio-LISICON típusra, perovskite típusra és más szerkezetekre oszthatók. A NASICON szilárd elektrolit szerkezete általában M[A2B3O12]. Bár a NASICON elektrolit magas ionvezető képességgel rendelkezik, a T terméket könnyen csökkenti a fém lítium, ami instabil érintkezést eredményez a fém lítiummal.

A LISICON magas ionvezető képességű. Tipikus szerkezete lisa.zn1.GeO1sThio-LISl-CON típusú elektrolit, hogy javítsa az elektrolit ionos vezetőképességét. A LISICON típusú elektrolitban az oxigén helyett kénet használnak, mint például a Li2GeS3, a Li4GeS4, a Li2ZnGeS4 És más új anyagok, az ionvezető képessége elérheti a 6,5×10-5S/cm-t.