客观日本

日立与东北大学成功开发高耐热锂离子二次电池技术

2015年12月18日 化学材料

近日,大型综合电器制造商日立制作所(总部·东京都千代田区)与东北大学原子分子材料科学高等研究机构教授折茂慎一的研究团队,成功开发出高耐热全固体锂离子二次电池(蓄电池)的基础技术。试制品的小容量电池在150度的高温环境下,释放出其理论容量90%的电能。

根据这一研究成果,发动机室内的车用电源及用于大型工业机械马达的电源等,制造在高温环境下的使用的电池将成为可能。此外,由于锂离子二次电池在高温环境下使用时不需要冷却装备,电池系统的小型化及低成本前景令人期待。

普通的锂离子二次电池的正负极由分离装置分隔,锂离子通过电池内的有机电解液往返于正负电极之间从而进行充电和放电。但由于有机电解液的主要成分是挥发性有机溶剂,电池的耐热温度仅在60度左右。

  为解决这一问题,实现电池在高温环境下的使用,研究团队开始开发不具挥发性的固体电解质材料,发现锂离子与硼氢化物(BH₄)结合而成的氢化物作为固体电解质,在室温至150度的范围内都可以确保锂离子传导。但是正极材料与这种电解质接触时会发生分解反应使电阻增大,导致放电量几乎为零。

在这一基础上,研究团队开发出可以抑制正极材料分解的的“氧化物固体材料(Li-B-Ti-O)”,将它与正极材料制成细密的复合正极层。团队进而开发出添加了低熔点酰胺的氢化物电解质,将它置于固体电解质与复合正极层之间。

由此,电池的内部电阻降低到原来的百分之一,放电容量也提升到理论容量的90%。研究团队表示,电池充电及放电极为稳定,今后将扩大电池容量、缩短充放电时间,进一步提高电池性能。

日立与东北大学成功开发高耐热锂离子二次电池技术

高耐热锂离子二次电池的构成图

新闻来源:
http://www.hitachi.co.jp/New/cnews/month/2015/11/1112.html

文/CRCC编辑部 图片/转自新闻稿

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