比利时微电子研究中心 能量密度翻倍的全固态电池

2019年6月18日至19日,在德国柏林举办的欧洲电动汽车电池峰会(2019)上,比利时微电子研究中心(IMEC)宣布已成功将全固态锂金属电池的能量密度提升至以往的2倍,并正在扩大电池的试生产线,为长距离行驶的电动汽车铺路。

IMEC表示,此次开发的电池在0.5C(2小时)的充电速度下已实现400Wh/L的能量密度,预计到2024年,全固态电池将在性能上超过使用液体电解质的锂离子电池,在2~3C(20~30分钟)的充电速度下,能量密度可达1000Wh/L。

虽然现有的可充电锂离子电池技术仍有改进的空间,但还不足以显著提高电动汽车的行驶距离和自主性。因此,IMEC的研究团队一直致力于用固体材料替代液体电解质,以进一步提高电池能量密度,从而实现超过基于液体电解质的电池的能量密度。

IMEC的全固态电池  图片来源:IMEC

IMEC研发的固体纳米复合电解质具有高达10mS/cm的电导率,且还有很大的潜力。该技术的特点在于,将液态的复合电解质注入电极,通过湿法涂覆,在液态的复合电解质进入电极后进行固化。该方法用于将复合电解质注入致密的粉末电极,类似于液体电解质,填充所有空腔以实现最大化接触。IMEC通过将固体纳米复合电解质与常规的磷酸铁锂阴极(LFP)和锂金属阳极组合使用,研发出了一种性能优越的固体电池。与以往技术相比,该固体电池的能量密度和充电速度均创历史新高。

作为新型固态电池技术的前沿研究中心,IMEC致力于提高固态电池的性能。其实验室拥有300平方米的电池组装试生产线,其中包括100平方米的干燥室。而现有的卷对卷湿法涂覆生产线适用于处理IMEC的固体电解质。可以通过略微调整现有的锂离子电池生产线即可完成此款新型电池的装配。简言之,无需额外的高额设备投资即可实现从生产液体电解质电池转换至生产固体电池。

参考日本报道原文:https://www.eetimes.com/document.asp?doc_id=1334836#

村田制作所 可穿戴终端用全固态电池

日本村田制作所于2017年收购了索尼的电池业务,并将索尼的锂离子电池技术与本公司的片式多层陶瓷电容器(MLCC)制造技术融合,开发出性能优异的全固态电池。据悉村田制作所在制造设备上投资数亿日元,计划从2020年度起生产无线耳机等可穿戴终端用全固态电池,月生产量预计10万枚。

村田制作所最新研发的全固态电池

锂离子电池电极间使用的是易燃的液体电解质。而全固态电池使用的是不易燃的固体电解质,因此在安全性方面表现优异,是深受瞩目的新一代电池。窗体底端日本TDK公司、富士通旗下的FDK公司等电子零部件生产商均在准备批量生产全固态电池。村田制作所开发的这款全固态电池竞争力在于电池材料,电解质使用的是一种称为氧化物陶瓷的材料,容量为2 ~ 25毫米安培时,是其他公司同类产品的100倍左右。同时此款全固态电池可像电子零部件一样直接安装在基板上,因此无需准备电池的专用空间,易于设备小型化。

综上所述,此款全固态电池因窗体底端具有小型化、高安全性、高容量等特点,非常适用于可以穿戴终端等。据村田制作所称,此款全固态燃料电池已达业内最高水平。该公司考虑,未来将这款电池拓展应用到医疗器械等领域。

参考日本报道原文:http://uee.me/aWteG

新型全固体铝空气二次电池研发成功

固体电池、空气电池是二次电池领域重要的研究对象,日本富士色素公司融合两项技术开发出了全固体铝空气二次电池。

追溯电池发展历史,世界上最古老的“巴格达电池”距今已有2000多年历史。而现代干电池的原型开发于131年前,自此电池发生了急速进化。

巴格达电池

图片来自雅图日本

一次电池是最先被普及应用的电池,随后可充电反复使用的二次电池应运而生,与其相关的技术研发竞争也日渐激烈。最初的二次电池是镍镉电池,于1960年开始被广泛使用。但因镉是有害物质且容量小,1990年发展出镍氢电池。随后1991年锂离子电池开始量产并广泛应用于智能手机、个人电脑、电动汽车。如下图所示,现有的镍氢电池及锂离子电池具有不同的优缺点,在迎来量产30周年之际,出现了与之竞争的新型二次电池——固体电池和空气电池。

简单地说固体电池就是将迄今为止作为正极负极的电解液替换为固体电解质。而空气电池是在正极的活性物质中使用了空气中的氧。这两种新型二次电池具有利于小型化、安全性强及电容量高的特点。而富士色素公司将固体电池、空气电池相结合开发出了全固体铝空气二次电池。

硬币型全固体铝空气二次电池样品

目前各厂商正在研发的固体电池、空气电池的电极中大多使用锂。其主要原因在于与其他材料相比锂可实现高容量。但由于金属锂具有很大的不稳定性,可能导致起火或爆炸,且随着需求量的不断扩大,锂矿资源有可能在数十年内枯竭。

富士色素公司将视点转向了铝。理论上铝空气电池的电池容量约为目前锂离子电池(150 ~ 250Wh/kg)的30至50倍(8100wh /kg),虽不及锂空气电池的理论容量(1.14万Wh/kg),但从安全性高、资源丰富、价格低等方面考虑铝空气电池具有优势。

可循环使用的丰富铝资源

铝空气电池因其高容量的特点已在军队中得以使用,但在使用过程中发现因氧化铝、氢氧化铝的副产物沉淀会发生无法发电的问题。此次富士色素公司研发的全固体铝空气二次电池负极使用铝,正极空气极使用碳或钛类材料。电解质使用与离子液体类似的深共晶溶剂(DES: Deep Eutectic Solvent),且通过合成最适合的添加剂成功地实现了电解质的固体化。通过此次在全固体化上取得的成功,相对现有的铝空气电池更易于制造,且提高了电池长时间工作时的稳定性。

铝空气二次电池概念图

离子液体是指全部由离子组成的100℃以下的液体盐,也称第三液体。因其具有阻燃性高、优异的介电性和安全性等特点,多被用于电解液、抗静电剂等。此次全固体铝空气二次电池中使用的深共晶溶剂具有与离子液体非常相似的性质,且易于降低成本。

电池领域的主角争夺战从未停息,几十年后铝有望取代锂成为二次电池主角。

参考日本报道原文:https://emira-t.jp/topics/10331/

日本GS 投资800亿日元发展车载锂离子电池

日本杰士GS公司近日发布新中期经营计划,在未来3年里将在车载锂离子电池的增产及研发上投资800亿日元,用以提高混合动力车(HV)等环保车型及引擎的核心竞争力。同时将全力开发全固态电池等新一代电池。目标到2022年3月销售额达4600亿日元、营业利润280亿日元。

在车载锂离子电池制造设备上投资的480亿日元,将主要用于支持2020年3月底在匈牙利开工的新工厂及与三菱商事共同出资成立的子公司Lithium Energy Japan的发展。在松下等公司纷纷投资驱动马达的大型电池的局势下,GS公司选择了投资HV及引擎领域。该公司总经理表示“这是面向未来市场必要的投资”。

FDK推出世界最高水平小型全固态电池

日本零部件厂商FDK公司近日发布了全固态电池新品,该全固态电池容量是现有同类电池的约3.5倍。可应用在IoT(物联网)设备及可穿戴终端设备等,未来还将扩大在家电领域的应用。

FDK开发的小型全固态电池

FDK公司此次开发的全固态电池为可充电二次电池,可像电子零件一样集成在机器上。不仅有助于将设备小型化,还可以减少更换电池的麻烦。它的特点是不使用液体电解质,安全性高且耐久性强。据悉此款电池可应对现有电池难以克服的严酷条件。

数据来源:FDK公司官网

FDK公司表示该电池是一款使用氧化物材料的表面安装式全固态电池,电池容量为500微安培,已达到世界最高水平。相同体积下该电池可储存的能量是现有同类电池的约2.5倍,加之形状符合电子零件规格,因此大大提高了产品兼容性。据悉该全固态电池将于5月中旬开始样品供货,2020年开始批量生产。

参考日本报道原文:https://www.nikkei.com/article/DGXMZO44568890Z00C19A5X20000/

全固态电池 日本主流厂商研发动向

全固态电池是决定电动汽车(EV)及IoT(物联网)普及的关键因素,如今技术研发竞争愈演愈烈。

全固态电池的原理与锂离子电池基本相同,最大的区别是电极间电解质是液体还是固体。锂离子电池采用了液体电解质具有可燃性,一旦破损有可能起火。相反,全固态电池采用固体电解质没有泄露的危险。另外固体电解质锂离子移动的速度快,因此能够缩短充电所需的时间。日本计划2020年中旬实现普及,目前正为实现量产开展各项技术研发。

作为动力源,高能锂离子电池每公斤的能源输出量为200∼250千瓦时,而全固态电池约为锂离子电池的2倍。另外,锂离子电池由于离子溶出到电解液中,反复充放电时性能将随之下降,而全固态电池离子不溶解,因此电池寿命更长。根据国际能源署(IEA)报道, 2017年全球销售的100万台以上的EV和插电式混合动力汽车(PHEV)几乎全部采用了锂离子电池,2020年中期开始全固态电池的采用率将升高。据富士经济预测,全固态电池的市场规模在2030年将达到3300亿日元,之后将急剧增加,到2035年全固态电池的市场规模将达到约2兆8千亿日元。

■全固态电池在宇宙、汽车、IoT领域的发展

预计全固态电池的实用将始于电子设备及传感器,FDK展示如半导体芯片一样大小的超小型筐体,该产品计划在2020年发售。

汽车厂商均进入技术研发白热化。丰田和松下将在2020年成立车载电池新公司,共享大容量锂离子电池和全固态电池技术。

全固态电池的应用领域不仅在地球上,日前也发展到宇宙领域。日本特殊陶业公司已将自主研发的全固态电池提供给日本太空公司ispace用于宇宙探索,该公司计划2021年发射月球探测器。日立造船也已开始全固态电池AS-LiB的样品供货,计划今年内将在大阪投产。据悉该电池在摄氏100度以上的高温下也能工作,适用于宇宙领域。

■全固态电池零部件开发竞争同样激烈

在全固态电池热潮下,电解质、正极材料、负极材料等主要材料生产企业也展开了激烈的技术竞争。三井金属在固体电解质、正极材料、负极材料的研发上均有涉猎。

固体电解质方面,三井金属公司在以硫磺、锂、磷等为原材料的电解质方面新研发了各原材料的烧结技术,目标不仅限于批量生产,预计将在2025年前后实用。日本有色金属资源及材料制造商JX金属在电解质开发方面已与东日本钛金属展开合作。日本第二大石油公司出光兴产公司与汽车厂商等进行技术研发合作,并已获得相关专利,计划2020年实用。

正极材料是锂离子电池发展的关键,目前正极材料的原材料大多采用钴等稀有金属。住友金属矿山公司将传统的正极材料应用到了全固态电池中。而住友化学正在开发新型正极材料,其中将不再使用稀有金属,取而代之的是镍或锰。

负极材料是保持电池充电状态的关键,大大左右着电池的容量。日本GSYUASA公司通过利用金属硅开发出了可实现约3倍能量密度的产品。

全固态电池领域日本领先于世界。日本新能源产业的技术综合开发机构(NEDO)是促进科技产品转化的军师,丰田、松下、旭化成等企业均在研发框架中。轻质大容量新型电池“空气电池”的研发竞争等新潮流不断涌现,全固态电池的商用化步伐正在不断扩大。

参考日本报道原文:http://rrd.me/edMqj

 

2019全固态电池实用里程碑之年

全固态电池的实用化已近在眼前。全固态电池具有良好安全性及易于大容量化等特点。日本电子元件生产商TDK公司计划近期内批量生产小容量小型产品,同时预计到2020年前期将在汽车上配置大容量产品,有望取代锂离子二次电池。虽然完全普及还需要一段时间,但纵观全局今年将是全固态电池实用的里程碑之年。

目前的锂离子电池机理上是通过锂离子来回于充满液体电解质的正极和负极之间的“水槽”进行充放电。与此相对,全固态电池的电解质为固体,突出的优势主要有:

目前,最接近实用的是一种在电解质中使用了陶瓷材料的小型电池。这种电池由电子零部件企业利用层合陶瓷电容器等技术进行开发。TDK公司已开发贴装在基板上的芯片型固态充电电池,名为“CeraCharge”,官方表示“如果置换为纽扣电池,可使搭载设备小型化,也可进行充电”, 目前这款电池每月生产3万件样品,计划今年内正式批量生产。同一领域,富士通旗下电子零部件制造商FDK公司也从去年12月开始了样品供货,村田制作所也预计在2019年度投产。虽然各厂商电池在容量上多少有些差异,但在产品方向上都主要瞄准了小型IoT(物联网)及可穿戴设备。

TDK公司芯片型固态充电电池

另一方面,使用含有硫化物的无机电解质材料的电池也已开始实用,首当其冲的厂商是日立造船。该公司开发了厚度仅为0.3毫米的薄片电池,目标2019年度内实现商品化并已启动样品供货。该公司利用子公司的压力机技术,确立了粉末电解质压固技术。与现有将液体多次干燥形成固体的方法相比可省略工程、降低成本。官方表示“将首先向特殊用途方向出售产品,例如在宇宙空间使用的电子设备等。”预计将来还将向大需求市场的汽车行业提供产品。

日立造船生产的薄片电池

丰田汽车于2017年10月在东京车展上就已宣布将在2020年前期完成全固态电池的商品化。计划到2030年为止将在车载电池开发及生产上投资1.5万亿日元,目前正与东京工业大学等开展相关研发项目,在去年12月宣布的与松下的合作内容中也包括了全固态电池的开发及生产。

目前,美国在电池领域的风险投资发展显著,中国势头也很猛进,时下世界范围内的开发竞争十分激烈,日本虽在材料等方面拥有最尖端的技术,但能否继续由日本掌握主导权目前还是个未知数。据富士经济表示,全固态电池市场在2017年仅为21亿日元,到2035年预计将扩大到2兆7877亿日元。能否在这个极具潜力的市场中生存下去,关键在于今后几年的不断努力。

如您有意了解本篇文章中各企业的相关技术,即使不懂日语/英语也无妨,AIpatent通过以下三步帮您跨过语言壁垒高效掌握关键信息:

第一步:登录AIpatent系统(http://c.aipatent.com/),用中文输入“全固态电池”,选择看“日本”技术。AIpatent后台自动将检索条件翻译为日文进行检索。

第二步:检索结果页面,在线机器翻译功能帮助您迅速将日文翻译为中文了解技术主题。同一页面,您还可以了解到该领域申请专利的企业排名。

第三步:选择您需要详细了解的专利,一键在线翻译即可将目标内容快速翻译为中文。

欢迎您扫描下方二维码联系我们试用。AIpatent人工智能机器翻译技术,具有中日互译、中英互译、英日互译、简体繁体互译功能,自主研发/训练的机器翻译引擎技术行业领先。帮助检索人跨越语言壁垒,让翻译人从翻译角色转化到审校角色,为您的时间增值。期待您的联络。

参考日本报道原文:http://suo.im/5iSQwX

 

 

丰田 以高速率放电的“空气电池”

下文为最新公开的行业前沿专利信息,AIpatent高精度翻译技术助您跨语言、第一时间掌握行业最前沿动态。

欢迎注册AIpatent(http://www.aipatent.com/),以下功能将最大程度提高您的时间价值。如需咨询也欢迎您联系我们:support@aipatent.com

※  行业领先的在线专利机器翻译平台:t.aipatent.com

※  日美最新专利信息检索平台:c.aipatent.com

※  高精度在线专利词典检索平台:d.aipatent.com

※  傻瓜式专利撰写辅助平台:a.aipatent.com

 

以下为专利原文及译文,上下排列便于您浏览。

我司深钻人工智能机器翻译技术,译文成果均为完全自主研发及训练的机器引擎出品。

 

空気電池

空气电池

 

公開番号: JP2019029287A

公开(公告)号: JP2019029287A

 

出願番号: JP2017150019

申请号: JP2017150019

 

出願人: トヨタ自動車株式会社

申请(专利权)人: 丰田汽车株式会社

 

発明者: 広瀬  寛

发明(设计)人: 広瀬  寛

 

 

代理人: 山本  典輝,山下  昭彦,岸本  達人

代理人: 山本  典輝,山下  昭彦,岸本  達人

 

国際特許分類: H01M 12/06,H01M 4/86

国际分类号: H01M 12/06,H01M 4/86

 

公開日: 2019-02-21

公开日: 2019-02-21

 

出願日: 2017-08-02

申请日: 2017-08-02

 

要約:

摘要:

 

【課題】高レートでの放電が可能な空気電池を提供する。【解決手段】  正極と、電解液を含むセパレータと、負極と、を有する空気電池であって、正極は、同一平面上に、担体と、担体に多層に担持された触媒を含む触媒層と、を複数有するとともに、各触媒層間に隙間を有し、各触媒層は、セパレータに接触しているとともに、セパレータ平面よりも突出していることを特徴とする空気電池とする。【選択図】図1

【课题】 本发明提供一种能够以高速率进行放电的空气电池。【解决方案】 本发明提供一种空气电池,其具有正极、含有电解液的隔膜和负极,正极在同一平面上,具有多个载体和在载体上多层担载的含有催化剂的催化剂层的同时,还具有多个催化剂层,在各催化剂层间具有间隙,各催化剂层与隔板接触,并且与隔板接触,一种空气电池,其特征在于,比隔板平面更突出。【选择图】 图1

発明の詳細な説明:

说明书:

 

本願は、空気電池を開示する。

本申请公开了空气电池。

 

正極活物質として酸素を利用する空気電池は、エネルギー密度が高く、小型化及び軽量化が容易である等の多くの利点を有している。空気電池に関する技術として、例えば特許文献1には、金属線メッシュである集電体を導電助剤で被覆した後、触媒層シートをプレス圧着した空気極を有する空気電池が開示されている。

作为正极活性物质利用氧的空气电池具有能量密度高、容易小型化及轻量化等多种优点。作为与空气电池相关的技术,例如在专利文献1中公开了一种空气电池,其具有将作为金属线网的集电体用导电助剂包覆后,对催化剂层片进行加压压接而得到的空气极。

 

また、特許文献2には、平面領域における導電性材料の平均担持量が、0.3mg/cm2〜9.0mg/cm2の範囲内である空気極を有する非水空気電池が開示されている。

另外,在专利文献2中,公开了一种具有平面区域中的导电性材料的平均担载量为0.3 mg / cm2 ~ 9.0 mg / cm2的范围内的空气极的非水空气电池。

 

特開平07−220726号公報国際公開第2010−100752号公報

日本特开平07 – 220726号公报国际公开第2010 – 100752号公报

 

特許文献1に開示されている空気電池は、触媒層が平面上に均一に存在しているため、触媒層の空隙が電解液で埋まってしまい、空気の拡散に時間がかかるため、高抵抗であり、高レートでの放電が困難であるという問題があった。

在专利文献1所公开的空气电池中,由于催化剂层均匀地存在于平面上,因此催化剂层的空隙被电解液填埋,空气的扩散耗费时间,因此为高电阻,存在高速率下的放电困难的问题。

 

そこで本開示は、高レートでの放電が可能な空気電池を提供することを課題とする。

因此,本发明的课题在于提供一种能够以高速率进行放电的空气电池。

 

上記課題を解決するために、本開示は以下の手段をとる。すなわち、本開示は、正極と、電解液を含むセパレータと、負極と、を有する空気電池であって、正極は、同一平面上に、担体と、担体に多層に担持された触媒を含む触媒層と、を複数有するとともに、各触媒層間に隙間を有し、各触媒層は、セパレータに接触しているとともに、セパレータ平面よりも突出していることを特徴とする空気電池である。

为了解决上述课题,本公开采取以下的手段。即,本公开是具有正极、含有电解液的隔膜和负极的空气电池,正极在同一平面上,具有多个载体和在载体上多层担载的含有催化剂的催化剂层的同时,还具有多个催化剂层,在各催化剂层间具有间隙,各催化剂层与隔板接触,并且与隔板接触,一种空气电池,其特征在于,比隔板平面更突出。

 

本開示によれば、高レートでの放電が可能な空気電池を提供することができる。

发明效果根据本发明,能够提供一种能够以高速率进行放电的空气电池。

 

本開示の一実施形態に係る空気電池の構造を模式的に示す図である。図1に示す空気電池の正極を構成する一つの正極ユニットと、セパレータとの境界部分の断面を模式的に示す図である。本開示の他の実施形態に係る空気電池の正極ユニットと、セパレータとの境界部分の断面を模式的に示す図であり、図2に対応する図である。図2に相当する断面のSEM画像である。図4と同一の断面における、担体(正極集電体)と触媒層との境界部分の拡大SEM画像である。触媒層の厚みと得られる電流密度との関係を示す図である。触媒層と担体(正極集電体)との合計厚みと得られる電流密度との関係を示す図である。

是示意性地表示本发明的一个实施方式的空气电池的结构的图。图2B是示意性地表示构成图1所示的空气电池的正极的一个正极单元与隔膜的边界部分的截面的图。是示意性地表示本公开的其他实施方式的空气电池的正极单元与隔板的边界部分的截面的图,图2B是与图2对应的图。是相当于图2的剖面的SEM图像。是与图4相同的截面中的、载体(正极集电体)与催化剂层的边界部分的放大SEM图像。是表示催化剂层的厚度与所得到的电流密度的关系的图。是表示催化剂层与载体(正极集电体)的合计厚度与所得到的电流密度的关系的图。

 

以下、本開示について説明する。なお、以下に示す形態は本開示の例示であり、本開示は以下に示す形態に限定されない。

以下,对本公开进行说明。另外,以下所示的方式是本公开的例示,本公开并不限定于以下所示的方式。

 

本開示の空気電池は、正極と、電解液を含むセパレータと、負極と、を有する空気電池であって、正極は、同一平面上に、担体と、担体に多層に担持された触媒を含む触媒層と、を複数有するとともに、各触媒層間に隙間を有し、各触媒層は、セパレータに接触しているとともに、セパレータ平面よりも突出していることを特徴とする。

本公开的空气电池是具有正极、含有电解液的隔膜和负极的空气电池,正极在同一平面上,具有多个载体和在载体上多层担载的含有催化剂的催化剂层的同时,还具有多个催化剂层,在各催化剂层间具有间隙,各催化剂层与隔板接触,并且与隔板接触,其特征在于,比隔板平面更突出。

 

図1に、本開示の一実施形態に係る空気電池の構造を模式的に示す。図1に示す空気電池は、正極と、電解液を含むセパレータと、負極と、を有する。正極は、正極集電体としても機能する担体と、担体に多層に担持された触媒を含む触媒層と、を複数有する。以下、一つの担体(正極集電体)に触媒層が形成されたものを「正極ユニット」と称する。図2に、図1に示す空気電池の正極を構成する一つの正極ユニットと、セパレータとの境界部分の断面を模式的に示す。以下、図1、2を参照しつつ、本開示に係る空気電池が有する各構成について説明する。

图1示意性地示出了根据本公开的实施方式的空气电池的结构。图1所示的空气电池具有正极、含有电解液的隔膜和负极。正极具有多个作为正极集电体发挥功能的载体、和在载体上多层担载的含有催化剂的催化剂层。以下,将在一个载体(正极集电体)上形成有催化剂层的单元称为“正极单元” 。图2所示,示意性地表示构成图1所示的空气电池的正极的一个正极单元与隔膜的边界部分的截面。以下,参照图1 、图2 ,对本发明的空气电池所具有的各结构进行说明。

 

<正極>正極は、酸素を活物質として、酸素の酸化還元反応を行う電極(空気極)である。図1に示すように、正極は、同一平面上に、担体と、担体に多層に担持された触媒を含む触媒層と、を複数有する。

正极是以氧作为活性物质,进行氧的氧化还原反应的电极(空气极)。如图1所示,正极在同一平面上,具有多个载体和含有载体上多层担载的催化剂的催化剂层。

 

(担体)担体は、触媒の支持体となり、触媒を担持する部材である。担体は、後述する複数の触媒層を各触媒層間に隙間を有して形成可能なものであれば特に限定されないが、正極集電体としても機能することが好ましい。担体が正極集電体である形態によれば、空気電池における正極の占める体積を小さくすることができるため、エネルギー密度を高めることができる。かかる観点から、担体は、図1、2に示すように、円形の断面を有して長手方向に延在するワイヤー状であることが好ましく、導電性を有する材料により形成されることが好ましい。担体に用いる導電性を有する材料としては、従来から集電体として用いられるものを特に限定されずに適用できる。例えば、導電性を有する金属を有する金属や、樹脂を導電性を有する金属で被覆したものを使用することができる。また、後述するセパレータが含む電解液に埋もれない構造であれば、多孔質であってもよい。

(载体)载体为催化剂的支撑体,是担载催化剂的部件。载体只要能够在各催化剂层间具有间隙地形成后述的多个催化剂层即可,没有特别限定,优选作为正极集电体发挥功能。根据载体为正极集电体的方式,能够减小空气电池中的正极所占的体积,因此能够提高能量密度。从该观点出发,载体如图1 、2所示,优选为具有圆形的截面并在长度方向上延伸的线状,优选由具有导电性的材料形成。作为载体中使用的具有导电性的材料,可以没有特别限定地应用以往作为集电体使用的材料。例如,可以使用具有导电性的金属或由具有导电性的金属覆盖树脂的金属。另外,只要是在后述的隔膜所含的电解液中不填埋的结构,则也可以是多孔质。

 

(触媒)本開示に用いる触媒は、酸素酸化能、酸素還元能、酸化還元能を有するものであれば特に限定されず、公知の触媒を使用することができる。正極に使用可能な触媒としては、例えば、Bi2Ru2O7−X(Xは酸素欠陥量を示し、具体的には0.01〜0.1)で表わされるルテニウム酸ビスマス等のパイロクロア系化合物、ペロブスカイト型化合物、白金等の貴金属等が挙げられる。

(催化剂)本发明中使用的催化剂只要具有氧氧化能力、氧还原能力、氧化还原能力就没有特别限定,可以使用公知的催化剂。作为可用于正极的催化剂,例如,Bi2Ru2O7 – X(X表示氧缺陷量,具体而言,可列举出0.01 ~ 0.1)所表示的钌酸铋等的裂解石系化合物、钙钛矿型化合物、铂等贵金属等。

 

触媒の形状は特に限定されないが、図1、2に表れているように球状の粒子であることが好ましい。触媒が球状の粒子である形態において、触媒の粒子径は、後述するように、毛管現象により触媒層がセパレータの含む電解液を吸い上げることが可能であれば特に限定されない。例えば、60nm程度とすることができる。

催化剂的形状没有特别限定,如图1 、2所示,优选为球状的粒子。在催化剂为球状的粒子的方式中,催化剂为球状的粒子,催化剂的粒径如后所述,只要催化剂层能够通过毛细管现象吸出包含隔板的电解液即可,没有特别限定。例如,可以设定为60nm左右。

 

(触媒層)図1に示すように、担体には、複数の触媒層が担体の長手方向に沿って、且つ、それぞれ担体の長手方向に直交する断面の円周方向に沿って設けられている。図2に示すように、触媒層は、担体に触媒が多層に担持されることにより形成されている。

(催化剂层)如图1所示,在载体上,沿着载体的长度方向且分别沿着与载体的长度方向正交的截面的圆周方向设置有多个催化剂层。如图2所示,催化剂层通过在载体上多层担载催化剂而形成。

 

図2に表れているように、触媒層は、多層であり、その一部が電解液を含むセパレータに沈み込みセパレータに接触しているとともに、セパレータ平面よりも突出している。かかる形態とすることにより、触媒層全体がセパレータの電解液に沈み込むことなく、触媒層が毛管作用により電解液を吸い上げることにより、触媒層に沿って、薄い電解液層ができるため、空気の拡散が良く、抵抗を下げることが可能となる。これにより、高レートでの放電が可能となる。なお、図2には、触媒層が2層である形態を示すが、触媒層は多層であれば良く、層数は特に限定されない。

如图2所示,催化剂层为多层,其一部分沉入含有电解液的隔板,并与隔板接触,比隔板平面更突出。通过采用该方式,催化剂层整体不会沉入隔膜的电解液,催化剂层通过毛细管作用吸上来电解液,由此能够沿着催化剂层形成薄的电解液层,因此空气的扩散良好,能够降低电阻。由此,能够进行高速率下的放电。需要说明的是,图2中示出催化剂层为2层的方式,但催化剂层只要为多层即可,层数没有特别限定。

 

触媒層の厚みは特に限定されないが、触媒粒子間の毛管作用を促進する観点から、セパレータの凸凹に埋もれない厚みがあることが好ましく、セパレータの凸凹の倍の厚みがあると好ましい。例えば、2μm以上45μm以下とすることができる。また、触媒層には触媒粒子を複数積層することが好ましく、2層以上、より好ましくは4層以上積層されていることが好ましい。

催化剂层的厚度没有特别限定,从促进催化剂粒子间的毛细管作用的观点出发,优选为不填埋于隔板的凹凸的厚度,优选为隔板的凹凸的倍的厚度。例如,可以设定为2 μ m以上45 μ m以下。另外,催化剂层中优选层叠多个催化剂粒子,优选层叠2层以上,更优选层叠4层以上。

 

触媒層は、触媒同士を結着させるバインダーを含んでいてもよい。バインダーとしては、電解液に溶解しないものであれば特に限定されず、PTFE等の公知のバインダーを使用することができる。

催化剂层也可以含有使催化剂彼此粘合的粘合剂。作为粘合剂,只要是不溶解于电解液的粘合剂就没有特别限定,可以使用PTFE等公知的粘合剂。

 

担体に触媒を担持し、触媒層を形成する方法は、特に限定されず、触媒、水、及び、所望によりバインダーを混合して得られるスラリーを、担体に塗布し、乾燥させることにより、触媒間に空隙が発生し、担体に触媒を多層に担持させてなる触媒層を形成することができる。スラリーの塗布及び乾燥は1回で完了してもよく、複数回行ってもよい。また、触媒量によって、多層状態を変更することが可能である。

在载体上载置催化剂,形成催化剂层的方法没有特别限定,将催化剂、水和根据需要混合粘合剂而得到的浆料涂布在载体上,通过干燥,在催化剂间产生空隙,可以形成在载体上多层担载催化剂而成的催化剂层。浆料的涂布及干燥可以1次完成,也可以进行多次。另外,可以根据催化剂量来变更多层状态。

 

(正極ユニット)正極ユニットは、一つの担体(正極集電体)と、該一つの担体に形成された触媒層とからなる。正極ユニットのサイズは特に限定されないが、セパレータが含む電解液に正極ユニットが埋もれにくくする観点から、厚み(担体と触媒層との合計厚み。図1、2に例示する形態においては、図2に表れている正極ユニットの円形断面の直径。)が5μm以上92μm以下であることが好ましい。セパレータに配置される隣接する正極ユニット間の間隔は、特に限定されないが、空気(酸素)を通過させ易くする観点から、1μm以上であることが好ましい。

(正极单元)正极单元由一个载体(正极集电体)和形成在该一个载体上的催化剂层构成。正极单元的尺寸没有特别限定,从正极单元难以填埋在隔膜所含的电解液中的观点出发,厚度(载体与催化剂层的合计厚度。在图1 、图2所例示的方式中,图2所示的正极单元的圆形截面的直径。)优选为5 μ m以上且92 μ m以下。配置于隔板的相邻的正极单元间的间隔没有特别限定,从容易使空气(氧)通过的观点出发,优选为1 μ m以上。

 

図1には、正極が3つの正極ユニットを有する形態を例示したが、本開示はこれに限定されない。正極が有する正極ユニットは一つでもよく、2以上の任意の数のユニットを有していてもよい。

在图1中,例示了正极具有3个正极单元的方式,但本公开并不限定于此。正极所具有的正极单元可以为一个,也可以具有两个以上的任意数量的单元。

 

<セパレータ>セパレータは、電解液を保液可能なものであれば特に限定されず、空気電池に使用される多孔膜や不織布等の公知のセパレータを使用することができる。また、セパレータに含まれる電解液は、水系電解液であれば特に限定されず、空気電池に使用される公知の電解液を使用することができる。具体的には、アルカリ金属やアルカリ土類金属等の電解質塩を水に溶解させた電解液が例示される。

隔板只要是能够保液电解液的隔板即可,没有特别限定,可以使用空气电池所使用的多孔膜或无纺布等公知的隔板。另外,隔板所含的电解液只要是水系电解液就没有特别限定,可以使用空气电池中使用的公知的电解液。具体而言,可例示将碱金属或碱土金属等电解质盐溶解于水中而成的电解液。

 

<負極>負極は、負極活物質として、水系電解質液内で反応する公知の金属を含有しているものを適宜用いることができる。具体的には、typeS等の水素吸蔵合金、Al、Zn、Mgなどの金属、アルカリ電解液内で反応する公知の活物質金属等が例示される。また、負極は、負極活物質以外に、公知のバインダー、導電助剤等を含有していてもよい。また、本開示の空気電池は、負極の内部又は外面に当接して、負極の集電を行う負極集電体を備えていてもよい(図1、2には不図示。)。

负极作为负极活性物质,可以适当使用在水系电解质液中含有反应的公知的金属的负极活性物质。具体而言,可例示出typeS等的储氢合金、Al 、Zn 、Mg等金属、在碱性电解液内反应的公知的活性物质金属等。另外,负极除了负极活性物质以外,还包括负极活性物质,也可以含有公知的粘合剂、导电助剂等。另外,本公开的空气电池也可以具备与负极的内部或外表面抵接而进行负极的集电的负极集电体(在图1 、2中未图示。)。

 

本開示の空気電池は、図1に示した構造を複数層積層した構造であってもよい。

本公开的空气电池也可以是层叠了多层图1所示的结构的结构。

 

図1、2には、担体が正極集電体である形態を例示したが、本開示の空気電池はこれに限定されず、担体と正極集電体を別々に設ける形態としてもよい。図3は、本開示の他の実施形態に係る空気電池の正極ユニットと、セパレータとの境界部分の断面を模式的に示す図であり、図2に対応する図である。図3に示す形態では、正極集電体の表面に、担体と該担体中に分散して担持された触媒とからなる粒子(以下、「触媒担持粒子」という。)が多層に積層されることにより触媒層が形成されている。かかる形態において、担体は導電性を有することが好ましい。触媒担持粒子の粒子径は、毛管現象により触媒層がセパレータに含まれる電解液を吸い上げることが可能であれば特に限定されず、図1、2に例示した形態における触媒の粒子径と同様とすることができる。また、触媒担持粒子が多層に担持されることにより形成される触媒層の厚みは、図1、2に例示した形態における触媒層の厚みと同様とすることができる。触媒担持粒子における触媒の分散度、及び、正極集電体表面における触媒担持粒子の被覆率は、高レートでの放電が可能であれば特に限定されない。

在图1 、2中,例示了载体为正极集电体的方式,但本发明的空气电池并不限定于此,也可以为分别设置载体和正极集电体的方式。图3是示意性地表示本公开的其他实施方式的空气电池的正极单元与隔板的边界部分的截面的图,图2B是与图2对应的图。在图3所示的方式中,在正极集电体的表面上形成,由载体和分散担载于该载体中的催化剂构成的粒子(以下,称为“催化剂担载粒子” 。)层叠为多层而形成催化剂层。在该方式中,载体优选具有导电性。催化剂负载粒子的粒径只要能够通过毛细管现象吸出催化剂层包含在隔板中的电解液即可,没有特别限定,可以与图1 、图2例示的方式中的催化剂的粒径相同。另外,通过将催化剂负载粒子担载于多层而形成的催化剂层的厚度可以设为与图1 、图2例示的方式中的催化剂层的厚度相同。催化剂负载粒子中的催化剂的分散度、以及正极集电体表面的催化剂担载粒子的被覆率只要能够以高速率进行放电,就没有特别限定。

 

以下、実施例を参照しつつ、本開示の空気電池について説明を続ける。

以下,参照实施例,对本发明的空气电池继续进行说明。

 

<実施例>以下の材料を用いて、図1に示した本開示の一実施形態に係る空気電池を模した5種類の評価用セルを作製した。[正極]・触媒触媒:Bi2Ru2O7−X(x=0.01〜0.1)直径:40〜100nm積層量:3〜22μm・バインダーPTFE:ダイキン工業製、D−210Cバインダー量/触媒:0.042・担体(正極集電体)Niワイヤー:Φ50μm、ニラコ製、NI−311107・触媒の担持方法触媒/バインダー/水を、0.03344/0.00139/1.965ccの体積比率で混合し、スラリーを作製した。該スラリーに担体(正極集電体)であるNiワイヤーを浸漬させ、60℃で2h乾燥させることにより、担体(正極集電体)に触媒を担持させ、5種類の正極ユニットを作製した。[負極]活物質:LaNAlベース(A2B7型の水素吸蔵合金)typeS、日本重化学工業製バインダー:CMC(カルボキシメチルセルロース)、PVA(ポリビニルアルコール)導電助剤:カルボニルニッケル活物質/導電助剤/CMC/PVA=49/49/1/1vol%負極集電体:発泡Ni  住友電工製♯7[セパレータ]セパレータ:HF5215、三菱製紙製[電解液]1mol/LのKOH

<实施例>使用以下的材料,制作了模拟图1所示的本发明的一个实施方式的空气电池的5种评价用电池。[正极]·催化剂催化剂的Bi2Ru2O7 – X(x = 0.01 ~ 0.1)直径、40 ~ 100nm层叠量、3 ~ 22 μ m ·粘合剂PTFE · Dyne工业制造、D – 210C粘合剂量/催化剂的0.042 ·载体(正极集电体)Ni线、φ 50 μ m 、NIKco公司制、NI – 311107 ·催化剂的担载方法催化剂/粘合剂/水,以0.03344 / 0.00139 / 1.965 cc的体积比率混合,制作浆料。在该浆料中浸渍作为载体(正极集电体)的Ni丝,在60 ℃下干燥2h ,由此在载体(正极集电体)上担载催化剂,制作5种正极单元。[负极]活性物质:LaNAl基底(A2B7型的贮氢合金)typeS 、日本重化学工业制粘合剂、CMC(羧甲基纤维素)、PVA(聚乙烯醇)导电助剂、羰基镍活性物质/导电助剂/ CMC / PVA = 49491 / 1vol%负极集电体、隔膜、HF5215 、三菱制纸制造的[电解液] 1mol / L的KOH

 

[評価用セルの作製]負極集電体上に上記負極材料(活物質/導電助剤/CMC/PVA)のペーストを、アプリケーターを用いて塗工し、乾燥させることで、負極集電体上に負極を形成した。負極上に上記電解液で湿らせたセパレータを配置し、該セパレータの上に、3つの正極ユニット(正極)を担体の長手方向が平行になるように配置し、実施例に係る5種類の評価用セルを作製した。

[评价用电池的制作]使用涂布机将上述负极材料(活性物质/导电助剂/ CMC / PVA)的糊料涂布在负极集电体上,通过干燥,在负极集电体上形成负极。在负极上配置用上述电解液润湿的隔膜,在该隔板上,3将各正极单元(正极)以载体的长度方向平行的方式配置,制作了实施例的5种评价用电池。

 

<比較例>触媒を担持した炭素とPTFE(バインダー)とを混錬しシート状にした電極と、金属メッシュとからなる、従来技術に係る正極を有する空気電池を、比較例に係る評価用セルとして用いた。

<比较例>将担载催化剂的碳与PTFE(粘合剂)混炼而制成片状的电极和金属网构成的、具有现有技术的正极的空气电池用作比较例的评价用电池。

 

[顕微鏡観察]作製した実施例に係る評価用セルの断面を、走査型電子顕微鏡(SEM)で観察した。図2に相当する断面のSEM画像を図4に示す。また、図4と同一の断面における、担体(正極集電体)と触媒層との境界部分の拡大SEM画像を図5に示す。図4に示すように、触媒層は、セパレータに接触しているとともに、セパレータ平面よりも突出していた。また、図5に示すように、担体には、触媒が多層に積層された触媒層が担持されていた。

[显微镜观察]用扫描型电子显微镜(SEM)观察制作的实施例的评价用电池的截面。相当于图2的剖面的SEM图像如图4所示。另外,将与图4相同的截面中的、载体(正极集电体)与催化剂层的边界部分的放大SEM图像示于图5 。如图4所示,催化剂层与隔板接触,并且与隔板接触,比隔板平面更突出。另外,如图5所示,在载体上担载有多层层叠有催化剂的催化剂层。

 

[電流密度の測定]実施例及び比較例に係る評価用セルについて、サイクリックボルタムメトリーで測定した電流を用いて電流密度を測定した。触媒層の厚み、及び、触媒層及び担体の合計厚みに対して電流密度の測定結果をプロットしたものを図6、7に示す。図6、7に示すように、実施例の評価用セルは、比較例の評価用セルよりも触媒層の厚み、及び、触媒層と触媒層と担体との合計厚みが小さく、且つ、電流密度が高かった。よって、本開示によれば、エネルギー密度を高めること、及び、高レートでの放電が可能であることが確認された。

[电流密度的测定]对于实施例和比较例的评价用电池,使用通过循环伏安法测定的电流测定电流密度。将相对于催化剂层的厚度、以及催化剂层及载体的合计厚度绘制电流密度的测定结果的结果示于图6 、图7 。如图6 、7所示,实施例的评价用电池与比较例的评价用电池相比,催化剂层的厚度、以及催化剂层、催化剂层和载体的合计厚度小,且电流密度高。因此,根据本公开,确认了能够提高能量密度以及能够以高速率进行放电。

 

特許請求の範囲:

权利要求:

 

正極と、電解液を含むセパレータと、負極と、を有する空気電池であって、前記正極は、同一平面上に、担体と、前記担体に多層に担持された触媒を含む触媒層と、を複数有するとともに、各触媒層間に隙間を有し、前記各触媒層は、前記セパレータに接触しているとともに、セパレータ平面よりも突出していることを特徴とする空気電池。

本发明提供一种空气电池,其具有正极、含有电解液的隔膜和负极,所述正极在同一平面上,具有多个载体和催化剂层,该催化剂层含有多层担载于上述载体上的催化剂,在各催化剂层间具有间隙,所述各催化剂层与所述隔板接触,并且与所述隔板接触,一种空气电池,其特征在于,比隔板平面突出。

其他附图:

快讯:丰田与松下计划共同成立电动汽车电池公司

为应对中韩等电池厂商的崛起,控制成本以及在新技术方面加强合作,丰田和松下1月20日宣布,将在2020年共同出资设立新公司,主营业务为提供电动车的车载电池。公司持股比例为丰田51%,松下49%。

除了丰田以及大发、马自达、斯巴鲁等与丰田合作的企业会使用新公司的电池,新公司也计划向其他厂家提供服务。

双方还计划在全固态电池等新一代电池的研发方面共同合作,全固态电池的特点是容量大、安全性更高。

松下方面,将把除向特斯拉提供专门服务的车载电池工厂之外的,兵库县以及中国大连等的5个工厂全部调整至新公司旗下。目标在2020年开始逐步实现纯电动汽车用电池的年产总容量达到混动汽车用电池总容量的约50倍的目标。

突破全固态电池实现的瓶颈--确立减小界面电阻的指导方针为实用化开辟道路

本篇内容为AIpatent通过t.aipatent.com机器翻译以及人工润色根据日本相关报道编辑而成,如果您对论文具体内容有兴趣,请联络support@aipatent.com。

 

要点

  • 发现在固体电解质和电极形成的界面中,规则的原子排列是低电阻界面形成的关键
  • 通过表面X射线衍射(术语1)来精确地分析界面结构
  • 是为全固态电池的开发提供指导方针,并迈向实用化的重要一步

 

概要

由东京工业大学物质理工学院的一杉太郎教授、日本工业大学的白木将教授、日本产业技术综合研究所物质计量标准研究部门的首席研究员白泽彻郎等人组成的研究小组在全固态电池中实现了极低的界面电阻,并发现其关键在于电极表面规则的原子排列。这一成果为全固态电池的开发提供了指导方针,是迈向实用化的重要一步。

全固态电池的开发正在迅速发展。固体电解质及电极材料的开发正在积极进行,但固体电解质和电极形成的界面处的锂离子的低传导性(高界面电阻)却成为实用化中面临的重大问题。即使开发出锂离子传导性较高的固体电解质和电极材料,如果这两种固体材料相接触的界面处的电阻较高,也无法开发出可快速充放电的良好电池。因此,减小界面电阻是非常重要的。然而,界面电阻变大的原因尚不清楚,且没有用于减小电阻的明确的指导方针。

在本研究中,通过利用薄膜制作和真空技术,来制作正极材料的钴酸锂(LiCoO2)和固体电解质磷酸锂(Li3PO4)之间的界面,并使用能够非破坏地测量的X射线衍射精确地研究了界面结构。结果发现,在显示高电阻的界面处,晶体的周期性受到干扰,而显示低电阻的界面处,原子则有规律地排列。

研究成果于11月22日(美国时间)登载于美国化学协会的在线学术杂志《ACS Applied Materials and Interfaces》。

 

背景

作为具有高能量密度(术语2)和循环特性IgA(术语3)的二次电池,锂离子电池正在被广泛地使用。但是,由于以LiCoO2为电极的现有锂离子电池的理论容量(357Wh/kg=重量能量密度)未达到下一代电动汽车行驶500km所需的容量,因此期待开发出具有更高性能的创新性的二次电池。

其候选便是全固态电池。电池主要由正极、负极和电解质这三部分构成。由于锂离子电池的电解质中使用了可燃性液体(电解液),如果是用于电动汽车的大型蓄电池的话,则更加期待使用了具有高安全性的固体电解质的全固态电池的早期实用化。

但是,全固态电池存在这样的问题:固体电解质和电极形成的界面的电阻(界面电阻)变高。若界面电阻较高,则在大电流下使用时能量损失较大,并且难以快速充放电。因此,明确全固态电池中高界面电阻的原因,并获得减小界面电阻的指导方针是当务之急。

 

研究成果

研究小组利用薄膜制作和真空技术,制作了使用LiCoO2外延薄膜(术语4)的理想的全固态电池(图1)。而且,评估了固体电解质和正极间的界面的离子传导性,结果发现,界面电阻根据界面的制作条件而发生变化,良好界面处的电阻极低为5.5Ωcm2。这一电阻值是全固态电池的以往报告的1/40,是使用液体电解质时的1/6。这种低电阻的界面可以实现快速充电。

图1

图1是本研究中制作的全固态电池的示意图(a)和照片(b)。集电体使用金(Au),正极使用LiCoO2,固体电解质使用Li3PO4,以及负极使用Li。衬底使用Al2O3单晶衬底。

 

为了研究获得的低电阻界面的状态,通过使用了放射光的表面X射线衍射精确地研究了固体电解质和正极之间的界面的结构(图2)。结果发现,低电阻界面(5.5Ωcm2)具有即使在界面附近也与薄膜内部相同的、原子规则地排列的结晶性。另一方面,发现在高电阻界面(180Ωcm2)中,尽管最初原子规则地排列,但在形成界面时,电极表面的原子排列被打乱。

在本研究制作的LiCoO2外延薄膜的晶体取向中,锂离子只能在平行于薄膜的面内方向上移动,垂直于薄膜形成的晶粒间界成为锂离子进入薄膜内部的通道(图3)。这表明可以在高电阻界面中,通过打乱电极表面的原子排列,来抑制锂离子在电极表面的扩散和向晶粒间界的扩散。

图2

图2是通过表面X射线衍射求得的电极和电解质间的界面的电子密度。电子密度的峰值清晰则表示原子排列是规则的。距离界面深度0Å处是固体电解质/电极界面。由图可知,在低电阻界面(红色)中,即使在界面附近原子也周期性地排列,而在高电阻界面(蓝色)中,界面附近的原子排列被打乱。

图3

图3是锂离子在低电阻界面(a)和高电阻界面(b)下的行为差异。示意性地示出了Li离子(Li+)在固体电解质中扩散并进入LiCoO2的情况。Li离子到达LiCoO2的CoO2层,然后横向扩散,通过晶粒间界进入晶体内部。这次的结果可以理解为,与固体电解质接触的CoO2层的原子排列的紊乱抑制Li离子的扩散,结果界面电阻增加。

 

未来发展

通过这次的成果,找到了全固态电池实用化的途径。通过优化固体电解质和电极的形成过程,能够获得极低的界面电阻。实现极低界面电阻的关键在于,通过精密的结构控制来抑制界面形成时产生的结构紊乱,并保持界面处规则的原子排列。

期待将这次研究获得的发现用于改进全固态电池的制作过程,从而开发出高性能的全固态电池。

另外,本研究是在国立研究开发法人新能源·产业技术综合开发机构(NEDO)锂离子电池应用·实用化先进技术开发事业、丰田汽车公司、国立研究开发法人日本科学技术振兴机构(JST)战略性创新研究推进事业团队型研究(CREST)“具有基于超空间控制的先进特性的创新性功能材料等的创造”、日本文部科学省私立大学研究品牌建设事业“作为下一代动力源的全固态电池技术的开发与应用”、JST战略性创新研究推进事业个人研究(秋田魁)“能源高效使用与相界面”、科学研究补助金(26105008、25390072、26106502、26108702、26246022、26610092、16H03864)的支持下进行的。

 

论文信息

发表杂志:ACS Applied Materials and Interfaces

论文题目:Atomically Well-Ordered Structure at Solid Electrolyte and Electrode Interface Reduces the Interfacial Resistance

作者:Susumu Shiraki, Tetsuroh Shirasawa, Tohru Suzuki, Hideyuki Kawasoko, Ryota Shimizu, and Taro Hitosugi
DOI:10.1021/acsami.8b08926

 

术语解释

(1)表面X射线衍射

通过测量用X射线照射表面或界面而散射的X射线的强度分布来确定表面或界面处的原子排列的方法。其特征在于能够非破坏性地测量样品。

(2)能量密度

能够从电池中取出的能量的值。其按单位体积或单位质量等标准化。

(3)循环特性

可存储在重复充电和放电时的电池中的电容的变化。其表现为电容劣化程度越小,循环特性越好。

(4)外延薄膜

在作为衬底的晶体上生长的薄膜中,底层衬底和薄膜的晶体取向对齐的薄膜。