输出密度达到以往3倍的全固体电池

2016-08-26阅读

  为了在2020年以后投入实用,全固体电池的相关研究正在如火如荼地开展。左右其性能的,是锂(Li)扩散速度的指标——固体电解质的离子导电率。以往的电解液的离子导电率约为10-3S/cm。2011年,以东京工业大学研究生院综合理工学研究科教授菅野了次为中心组建的研究小组发现了离子导电率与电解液相当的固体电解质,使全固体电池的研发速度大大加快。

  2016年3月22日,固体电解质取得了一次大的突破。菅野亲自宣布发现了破纪录的固体电解质。菅野的研究室与丰田、高能源加速研究机构等合作开发出了锂离子导电率为原来2倍的电解质等。

  新开发的固体电解质是硫化物类材料,成分为Li9.54 Si1.74 P1.44 S11.7 Cl0.3,27℃下的锂离子导电率为2.5×10-2S/cm,在固体电解质中非常高(图)。此前锂离子导电率最高的固体电解质是菅野等人于2011年开发出的基于Li10GeP2S12(LGPS)的材料,锂离子导电率为1.2~1.4×10-2S/cm。

  

图:离子导电率一举增至2倍

  以东京工业大学教授菅野了次为中心的研究组发现了锂离子导电率达到以往2倍的固体电解质等。

  菅野等人采用这些材料试制出了“全固体陶瓷电池”,并证实其输出密度是传统锂离子二次电池的3倍以上,能量密度是传统锂离子二次电池的2倍以上。

  在-30℃~100℃的温度范围里,该试制电池的充放电特性为200~1000次,容量基本没有降低。而且,在充放电1000次以后,每次充电容量与放电容量的比值——充放电效率也基本为100%。

  (全文完)