Tin-Silicon thay thế Germanium: Các chất điện giải rắn làm giảm chi phí pin lithium

Theo các báo cáo truyền thông nước ngoài, các nhà nghiên cứu của Viện Công nghệ Tokyo đã phát triển một chương trình công nghệ mới-chất điện phân rắn không có Germanium có thể giảm chi phí của pin lithium trạng thái rắn và cam kết với công nghệ áp dụng cho xe điện, truyền thông và các ngành công nghiệp khác .

Điện phân rắn không có Germanium

Nhóm nghiên cứu đã xuất bản một bài báo trên Tạp chí của Hiệp hội Hóa học Hoa Kỳ (ACS), "Hóa học Vật liệu", một công nghệ sử dụng thiếc và silicon để thay thế nguyên tố Germanium trong chất điện phân rắn vì hai vật liệu ổn định hơn về mặt hóa học. Vật liệu mới làm tăng độ dẫn ion lithium so với chất điện phân lỏng. Nhận xét về nghiên cứu của mình, Ryoji Kanno và các đồng nghiệp của ông cho biết: "Chất điện phân rắn này không có germanium và có thể được sử dụng trong tất cả các pin trạng thái rắn trong tương lai."

Các hệ thống pin trạng thái rắn với các chất điện giải trạng thái rắn (SES) dự kiến ​​sẽ cạnh tranh cho một thế hệ pin mới. Người ta ước tính rằng pin như vậy có thể cung cấp năng lượng lớn, mật độ năng lượng cao, hiệu suất ổn định, hiệu suất an toàn cũng tăng lên. Các dây dẫn ion lithium-ion dựa trên sulfide có độ dẫn cao và cửa sổ điện hóa (còn được gọi là "cửa sổ điện hóa") và tính chất cơ học tốt. Để kết thúc này, nhiều cơ quan hiện đang phát triển mạnh mẽ tế bào điện phân rắn.

LI10GEP2S12 (LGPS) là một thành viên mới của họ sản phẩm điện phân lưu huỳnh tinh thể với độ dẫn điện là 1,2 × 10 -2 s cm -1, tương đương với chất điện phân lỏng hữu cơ. Pin toàn bộ LICOOO2 / LGPS / IN? Li sử dụng LGPS Electrolyte, hiệu suất điện tích và phóng điện của nó là khá tốt. Tuy nhiên, Germanium tương đối đắt tiền hoặc sẽ hạn chế việc sử dụng rộng rãi các vật liệu LGPS.

Loại cấu trúc tinh thể cũng là một yếu tố quan trọng trong việc thiết kế một dây dẫn ion lithium. Nếu cấu trúc của các loại vật liệu khác nhau là tương tự nhau, và độ dẫn của cao, thì vật liệu mới sẽ là tính chất dẫn điện tốt hơn. Tốc độ khuếch tán ion lithium của cấu trúc loại LGPS cao. Trong tương lai, cả vật liệu Germanium có trụ sở tại Germanium và Germanium có thể được sử dụng làm chất điện giải rắn và đang được sử dụng thực tế.

Sự sắp xếp nguyên tử của vật liệu mới được đặt tên là LSSPS. Vật liệu không có Germanium mới sử dụng kết quả LI10.35 [SN0.27SI1,08] P1.65S12 (LI3.45 [SN0.09SI0.36] P0.55S4.