2023-06-06 オークリッジ国立研究所(ORNL)
◆このバッテリーは可燃性の液体ではなく、固体電解質を使用しています。バッテリーが充電または作動する際には、電解質を介して電極間をイオンが移動します。新しい圧縮方法により、イオンの流れを妨げる微小な気泡がほぼ完全に除去され、バッテリーの充電速度が2倍に向上しました。
◆この手法は電解質を圧延した後に加熱し、圧力の下で冷却するというものでした。その結果、物質の導電性はほぼ1,000倍に向上しました。
◆これらの結果は、より信頼性の高いバッテリーのために内部構造を極めて制御することができ、産業規模で固体電解質を処理するための道筋を示しています。
＜関連情報＞
ペロブスカイト型固体電解質を粒単位で調整する。 Tailoring of the Anti-Perovskite Solid Electrolytes at the Grain-Scale
Marm Dixit, Nitin Muralidharan, Anuj Bisht, Charl J. Jafta, Christopher T. Nelson, Ruhul Amin, Rachid Essehli, Mahalingam Balasubramanian, and Ilias Belharouak
ACS Energy Letters Published:April 21, 2023
DOI:https://doi.org/10.1021/acsenergylett.3c00265
Abstract
The development of thin, dense, defect-free solid electrolyte films is key for achieving practical and commercially viable solid-state batteries. Herein, we showcase a facile processing pathway for antiperovskite (Li2OHCl) solid electrolyte materials that can yield films/pellets with very high densities (∼100%) and higher conductivities compared with conventional uniaxially pressed pellets. We have also achieved close to 50% improvement in the critical current density of the material and an improved lithiophilicity due to the surface nitrogen enrichment of the processed pellets. Distribution of relaxation time analysis supports the contributions from “faster” transport mechanisms for the antiperovskite films/pellets developed using the new protocol. Overall, the results highlight the feasibility of our new processing pathway for engineering antiperovskite solid electrolytes at the grain scale as a highly desirable approach for practical all-solid-state batteries.
