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《大型电池研究步入正轨（四）：全固体电池与锂空气电池.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、全固体电池性能提升显普的硫化物类作为超越锂离了充电电池的后怨离子充电电池，全网体电池的研究正日趋活跃.在该电池领域，离子传导率极瓶与旧有电解液同为（）-3S/cm的硫化物类固体电解质备受关注。使用有机电解液的111有锂离子充电电池在逊到过充电和内部短路等异常时，电解液会升温并挥发,存在着火或爆炸的危险。如果能够把有机电解液改换为固体电解质，就可以大幅捉高安全性。在本届电池讨论会上，大阪府立大学、丰川汽车、三星横浜研究所等发布了对使用固休电解质的全固体电池的研究成杲。对于全固体电池,由于电极活性材料与固体电
2、解质的界面电阻较大,因此在电极材料与固体电解质之间形成良好的界面非常重要。为此，人阪府立大学的辰巳砂研究室与丰川汽车制作了在正极活性材料表面覆盖固休电解质作为正极层的全固休电池单元（图7）（注13）。据介绍,这种单元能够减少正极层中固体电解质的混合量,提高单元的能虽密度。而在过去，正极活性材料与固体电解质混合的正极层绘主流。（注13）以“使用U2&P2S5类固体电解质薄膜的堆积型全固体电池的电极/电解质界面的形成”［演讲序号:1G09］为题进行了发表。止极材料方面•为了优化与固体电牌质的接触界面.事先在L
3、iCoO2粒了表面包表LNbCo3・然丿看使川PLD（pulsedlaserdeposition）法形成了U2S-P2S5类固体电牌质。通过延长成膜时间，可以増加固体电牌质的彼使用负极为钢（In）的试制单元进行试验时，成膜时间为120分钟的单元放电容就为65mAh/g,而240分钟的单元为80mAh/g,循环特性也十分良好。而1L在200C下对成膜后的LiCoO2粒子进行I小时热处理后，导电性升高，放电客量也有所増加。循环50（）次后容量维持80%另一方面，关于使用IJ2S-P2S5类固体电解质的全固体电
4、池，三星横浜研究所和韩国三星尖端技术研究所＜SamsungAdvancedInstituteofTechnology〉宣布已经实现了接近实用水平的输出特性和相当于现有锂离子充电电池的充放电循环寿命特性。二者曾经在2010年3月召开的“电化学会吐,就正极材料使用NCA类材料,负极材料使用石墨，固体电解质使用10-4S/cm左右Li2S-P2S5的全固体电池的特性进行过发表（注14〉。（注14）在“电化学会第77次大会”上以“全固体锂充电电池的实用化研究（I）"［演讲序号：3B23］为题进行了发表。在此次发表
5、中,二者宣布,通过对正极材料粒子表面实施钳处理,可以防止Ni和Co从正极材料向固体电健质转移（注15）。借助这一改进.试制的全固体电池在循环充放电500次依然维持了80%的容：SL而且.试制电池在・20匸下的容量约6（）mAh/g.维持了25C时50%的水平，低温特性也十分优良。（注15）以“探讨全固体锂充电电池实用化（II）••［演讲序号：1G11］为题进行了发表。锂空气电池充放电反应愈发符合理论锂空气电池因其正极利用的是大气中的氧.能量密度在理论上可以提高至现有锂离子充电电彳也15倍以上•成为了备受关
6、注的终极电池。但该电池正极的结构与燃料电池相同,需要使川催化剂促使氧进行反应。而且.作为充电电池使川时，还需要还原在空气极发生反应的Li2O2等物质。在2009年的电池讨论会上，丰田汽车曾经表示，对于电解液溶剂使用聚碳酸酣（PC）的锂空气电池，在正极侧析出的足来源于电解液的碳酸盐类化合物，而非Li2O2,并未发生与理论相符的充放电反应（注16〉。（注16）在“第50届电池讨论会、，上以“锂空气充电电池的反应分析"（演讲序号:1018）为题进行了发表。（a）充放电特性（b）放电后的正极图&漓子液休使优肚充放
7、电反应成为可能丰田汽车报告称，在使川离子液体PPI3TFSAW'M空气电池电斛液的溶剂后，电解液不分解.得到了正常的充放电反应（a）°经确认,在放电时，正极存在被视为Li2O2的析出物（b）°图片曲木站根据丰川汽车的资料制作。（a）放电深度与库仑效率的关系9粗大玄析岀物如一口A100(迸關然3«tt806040°0効率/低下卜日夕自動車氏LI空気億池沪放肯深度^10%以上13*夕一口:Z効車夕低下歹召明e＞力叫：：iz上（a）o放電初期彷e＞正極u：粗大玄析出物沪生；充析出物"分図比卜m夕自11車（0資料
8、总基U：本誌力丫作成。406080放电深度（％）（b）电极SEM照片放电深度20%放电深度30%放电深度50%图9：粗大析岀物导致库仑效率下降丰田汽车住明，当钿空气电池的放电深度达到10%以上时，库仑效率将会下降5〉。经确认，从放电初期开始正极即有粗大析出物产生,充电后析出物不分解（b）。图片由本站根据丰田汽车的资料制作。在本届电池讨论会上，丰IH汽车报告称，半使用离子液体N-甲基-N・丙慕哌碇戒三氟甲烷确酰亚胺（PP13TF
