写的AZoM2020年4月13日
从那时起，科学家们开发了一种新技术东京城市大学为锂金属电池制造陶瓷基柔性电解液片。
该团队表示，这种柔性复合材料薄片在大范围温度下的机械健壮性和可操作性使其成为锂金属电池很有前途的电解质。图片来源:东京都大学
通过将聚合物粘合剂、离子液体和石榴石型陶瓷结合在一起，科学家们成功地创造了一种准固态的片状电解质。陶瓷基柔性电解质是在室温下合成的，与目前流行的高温(>1000°C)工艺相比，该工艺所需的能量大大减少。
这种电解液的工作温度范围很广，因此有可能用于电池，比如电动汽车。
全球大部分能源需求都是化石燃料，包括人类使用的电力。然而，化石燃料正在枯竭，燃烧它们会直接向空气中排放二氧化碳和其他污染物，如有毒的氮氧化物。因此，人们普遍要求改用更清洁的可再生能源。
然而，重要的可再生能源如太阳能和风能往往是周期性的，也就是说，太阳在晚上不发光，风也不总是吹。因此，需要复杂的能源存储系统来更有效地利用间歇性的、可再生的能源。
现代社会受到了锂离子电池的显著影响。自从1991年索尼(Sony)将锂离子电池商业化以来，大量便携式电器和电子产品(如无绳真空吸尘器)都使用锂离子电池供电。然而，要在电动汽车(ev)中使用这些电池，最新的锂离子技术的安全性和容量都需要显著提高。
这种情况最终导致了对锂的研究兴趣的复苏金属电池:与今天商业上使用的石墨阳极相比，锂金属阳极具有相对较高的理论容量。与锂金属阳极有关的技术障碍仍然存在。
以液态电池为例，锂电池树突(或武器)可能会导致电池短路，甚至导致爆炸和火灾。
在这里，固态无机电解质可以提供一个合适的解决方案:它们相当安全，而且Li7拉3.Zr2O12-一种石榴石类型(一种结构)的陶瓷，通常被称为llzo -现在被广泛认为是一种潜在的固态电解质材料，由于锂金属的高离子兼容性和导电性。
但是，要生产高密度的LLZO电解质，需要极高的烧结温度，高达1200°C。这一过程既耗时又耗能低，使得LLZO电解质的商业化生产相当复杂。
此外，电极材料与脆弱的LLZO电解质之间的物理接触较弱，往往导致高界面电阻，极大地限制了其在全固态锂金属电池中的应用。亚博网站下载
因此，在东京都市大学的Kiyoshi Kanamura教授的指导下，一个研究小组开始开发一种可在室温下生成的柔性复合LLZO片电解液。
随后，将一种LLZO陶瓷浆料浇铸在薄的聚合物基底上，类似于将黄油涂在吐司上。将75 μm厚的片状电解质在真空烘箱中干燥后，浸泡在离子液体(IL)中，以提高其离子电导率。
液态电解质是在室温下变成液体的盐。众所周知，它们具有高导电性，同时几乎不挥发和不易燃。当IL应用在薄片中时，它有效地填补了结构中的微小缺口，并桥接了LLZO粒子，为锂离子创造了一个有效的轨道。yabo214
离子注入也成功地降低了阴极的界面电阻。经过进一步分析，研究人员发现Li-ions在结构上同时通过LLZO粒子和IL扩散，强调了两者的作用。yabo214
合成方法简单，适合工业生产，整个过程在室温下进行，不需要高温烧结。
据研究人员称，尽管存在这些持续的困难，但柔性复合材料薄片在广泛温度范围内的可操作性和机械稳定性使其成为锂金属电池的潜在电解质。
这种最新合成技术的简易性可能意味着，人们将比想象中更早地看到高容量锂金属电池上市。
本研究得到了“新一代电池特别促进研究先进低碳技术研究与开发计划”(批准号:ALCA-SPRING)的资助。日本科学技术厅(JST)的JPMJAL1301)。亚博老虎机网登录
来源:https://www.tmu.ac.jp