모든 고체 박막 리튬 배터리의 응용 프로그램 개발
Sep 15, 2020
화학 동력원의 개발은 높은 비 에너지, 장수명, 높은 안전성으로 나아가고 있습니다. 모든 고체 박막 리튬 배터리는 가장 인기있는 리튬 배터리 유형이되었습니다. 무기 전 고체 박막 리튬 배터리는 박막 양극 및 음극과 박막 고체 전해질을 사용합니다. 고체 전해질의 박막 형태는 액체 전해질을 이온 전도도가 낮은 고체 전해질로 대체 할 수있게합니다. 양극과 음극의 박막 형태는 금속 리튬 및 박막 실리콘 Wait와 같이 충 방전 부피 변화가 큰 양극 및 음극 물질을 많이 적용 할 수있게합니다. 동시에 박막 리튬 배터리의 박막 형태로 인해 마이크론 크기의 배터리로 쉽게 가공 할 수 있으며 나노 크기의 배터리에 대한 추가 연구도 가능합니다. 따라서 박막 리튬 배터리는 차세대 화학 동력원의 연구 핫스팟이 될뿐만 아니라 마이크로 배터리에 대한 불가피한 연구이기도합니다. 개발 방향.
현재 무기 전 고체 박막 리튬 전지에 대한 연구 방향은 크게 다음과 같이 구분됩니다. (1) 새로운 전지 구조 연구 및 개발, 단위 면적당 전지 용량 및 방전 전력 향상, 저 단위 면적 문제 해결 박막 리튬 배터리의 용량 및 전력 : (2) 무기 고체 전해질의 낮은 리튬 이온 전도도 문제를 해결하기 위해 높은 이온 전도도를 갖는 새로운 유형의 고체 전해질 연구 : (3) 새로운 유형의 양극 및 음극 연구 , 그래서 막 형성 후 양극과 음극이 더 나은
1. 박막 리튬 전지 구조 연구
박막 리튬 배터리는 구조가 간단하고 가공하기 쉬운 고전적인 적층 구조를 채택합니다. 그러나 배터리의 성능을 더욱 향상시키기 위해 박막 리튬 배터리의 구조에 대한 연구가 점차 증가하고 있으며, 특히 3D 구조 박막 리튬 배터리는 우수한 성능 기대로 인해 연구 핫스팟이되었습니다. 박막 리튬 배터리의 3D 구조에서 3D 배터리의 다공성 구조와 유사합니다. 이러한 종류의 배터리는 실리콘 기판 위에 규칙적으로 배열 된 미세 기공으로 처리되고, Li 확산 장벽 층 TiN이 미세 기공에 증착 된 다음 실리콘이 음극으로 사용됩니다. LiPON은 전해질이고 LiCoO2는 배터리를 만드는 양극입니다.
2. 무기 고체 전해질 연구
무기 고체 전해질을 사용하는 배터리는 전기 화학적 안정성, 열 안정성, 내 충격성, 내 충격성, 누수 및 오염 문제 없음, 쉬운 소형화 및 박막 형성 등 전해질 배터리에 비해 많은 이점이 있습니다. 양호한 무기 고체 전해질은 다음과 같은 특성을 가져야합니다. (1) 리튬 활성 상태 및 주변 온도 범위 내에서 높은 리튬 이온 전도도와 거의 무시할 수있는 전자 전도도; (2) 전기 화학적 반응, 특히 리튬 또는 리튬 합금의 음극과 접촉하는 계면에서 안정해야합니다. (3) 고체 전해질을 사용하기 위해서는 환경 친화적이고 무독성이며 저비용이며 제조가 용이해야하며 열팽창 계수는 적어도 양면의 전극과 일치 할 수있는 것이 가장 좋다. 너무 다르지 않습니다.
(1) 결정질 무기 전해질
현재 결정질 무기 전해질은 많은 보고서에서 높은 이온 전도도를 보여주고 있으며, NASICON 유형, LISICON 유형, Thio-LISICON 유형, 페 로브 스카이 트 유형 및 기타 구조의 고체 전해질로 나눌 수 있습니다. NASICON 고체 전해질의 구조는 일반적으로 M [A2B3O12]입니다. NASICON 전해질은 이온 전도도가 높지만 금속 리튬에 의해 T 생성물이 쉽게 환원되어 금속 리튬과의 접촉이 불안정합니다.
LISICON은 또한 높은 이온 전도성을 가지고 있습니다. 전형적인 구조는 전해질의 이온 전도도를 향상시키기 위해 Lisa.Zn1.GeO1sThio-LISl-CON 유형 전해질입니다. LISICON 형 전해액에서는 Li2GeS3, Li4GeS4, Li2ZnGeS4 등 산소 대신 유황을 사용하며 기타 신소재의 이온 전도도는 6.5 × 10-5S / cm에 이릅니다.
현재 무기 전 고체 박막 리튬 전지에 대한 연구 방향은 크게 다음과 같이 구분됩니다. (1) 새로운 전지 구조 연구 및 개발, 단위 면적당 전지 용량 및 방전 전력 향상, 저 단위 면적 문제 해결 박막 리튬 배터리의 용량 및 전력 : (2) 무기 고체 전해질의 낮은 리튬 이온 전도도 문제를 해결하기 위해 높은 이온 전도도를 갖는 새로운 유형의 고체 전해질 연구 : (3) 새로운 유형의 양극 및 음극 연구 , 그래서 막 형성 후 양극과 음극이 더 나은
1. 박막 리튬 전지 구조 연구
박막 리튬 배터리는 구조가 간단하고 가공하기 쉬운 고전적인 적층 구조를 채택합니다. 그러나 배터리의 성능을 더욱 향상시키기 위해 박막 리튬 배터리의 구조에 대한 연구가 점차 증가하고 있으며, 특히 3D 구조 박막 리튬 배터리는 우수한 성능 기대로 인해 연구 핫스팟이되었습니다. 박막 리튬 배터리의 3D 구조에서 3D 배터리의 다공성 구조와 유사합니다. 이러한 종류의 배터리는 실리콘 기판 위에 규칙적으로 배열 된 미세 기공으로 처리되고, Li 확산 장벽 층 TiN이 미세 기공에 증착 된 다음 실리콘이 음극으로 사용됩니다. LiPON은 전해질이고 LiCoO2는 배터리를 만드는 양극입니다.
2. 무기 고체 전해질 연구
무기 고체 전해질을 사용하는 배터리는 전기 화학적 안정성, 열 안정성, 내 충격성, 내 충격성, 누수 및 오염 문제 없음, 쉬운 소형화 및 박막 형성 등 전해질 배터리에 비해 많은 이점이 있습니다. 양호한 무기 고체 전해질은 다음과 같은 특성을 가져야합니다. (1) 리튬 활성 상태 및 주변 온도 범위 내에서 높은 리튬 이온 전도도와 거의 무시할 수있는 전자 전도도; (2) 전기 화학적 반응, 특히 리튬 또는 리튬 합금의 음극과 접촉하는 계면에서 안정해야합니다. (3) 고체 전해질을 사용하기 위해서는 환경 친화적이고 무독성이며 저비용이며 제조가 용이해야하며 열팽창 계수는 적어도 양면의 전극과 일치 할 수있는 것이 가장 좋다. 너무 다르지 않습니다.
(1) 결정질 무기 전해질
현재 결정질 무기 전해질은 많은 보고서에서 높은 이온 전도도를 보여주고 있으며, NASICON 유형, LISICON 유형, Thio-LISICON 유형, 페 로브 스카이 트 유형 및 기타 구조의 고체 전해질로 나눌 수 있습니다. NASICON 고체 전해질의 구조는 일반적으로 M [A2B3O12]입니다. NASICON 전해질은 이온 전도도가 높지만 금속 리튬에 의해 T 생성물이 쉽게 환원되어 금속 리튬과의 접촉이 불안정합니다.
LISICON은 또한 높은 이온 전도성을 가지고 있습니다. 전형적인 구조는 전해질의 이온 전도도를 향상시키기 위해 Lisa.Zn1.GeO1sThio-LISl-CON 유형 전해질입니다. LISICON 형 전해액에서는 Li2GeS3, Li4GeS4, Li2ZnGeS4 등 산소 대신 유황을 사용하며 기타 신소재의 이온 전도도는 6.5 × 10-5S / cm에 이릅니다.