Film elektrolit solid-state berkinerja tinggi yang dapat dicetak untuk baterai generasi berikutnya
Engine

Film elektrolit solid-state berkinerja tinggi yang dapat dicetak untuk baterai generasi berikutnya


Science Advances (2020). doi / 10.1126 / sciadv.abc8641″ width=”800″ height=”480″/>

Proses PRH untuk sintesis film. Kredit: Kemajuan Sains (2020). doi / 10.1126 / sciadv.abc8641

Baterai lithium-ion (Li-ion) banyak digunakan pada perangkat elektronik portabel, kendaraan listrik, dan sistem penyimpanan energi skala grid. Keamanan baterai Li-ion, bagaimanapun, telah dipertanyakan berulang kali selama beberapa tahun terakhir karena elektrolit organik konvensional yang menyebabkan kebakaran dan ledakan dalam banyak kasus. Lapisan tipis elektrolit solid-state (SSE) keramik menjanjikan solusi yang layak untuk mengatasi masalah keamanan dengan memblokir dendrit litium yang menyebabkan korsleting dan pelarian termal, sementara itu menawarkan kepadatan energi yang tinggi untuk baterai Li-ion generasi berikutnya. Namun, lapisan tipis SSE saat ini memiliki konduktivitas ionik yang rendah, berkisar dari 10-8 sampai 10-5 S / cm, yang dapat dikaitkan dengan kualitas material yang buruk.

Sebuah tim peneliti yang dipimpin oleh Liangbing Hu di Sekolah Teknik A. James Clark di Universitas Maryland baru-baru ini mengembangkan metode baru pencetakan dan sintering berbagai film tipis SSE. Karya ini, berjudul, “Film elektrolit solid-state berkinerja tinggi yang dapat dicetak,” diterbitkan pada tanggal 18 November 2020, di Kemajuan Sains. Tim menamakan metode ini “pencetakan dan pemanasan radiasi” (PRH), yang menampilkan teknik cetak berbasis solusi yang diikuti dengan sintering cepat.

Dalam proses yang khas, suspensi prekursor dicetak di atas media, yang konsentrasi dan ketebalannya dapat disesuaikan. Film tipis SSE berkualitas tinggi dan berkinerja tinggi kemudian dapat diperoleh setelah sintering suhu tinggi (~ 3 detik) cepat (~ 1500 ° C), memastikan kehilangan Li minimal dan kristalinitas tinggi. Pendekatan ini tidak hanya mengarah pada struktur mikro yang padat dan seragam untuk lapisan tipis SSE, tetapi juga memastikan konduktivitas ionik yang unggul. Khususnya, proses fabrikasi — dari prekursor hingga produk akhir — hanya membutuhkan waktu ~ 5 menit, yang ~ 100 kali lebih cepat daripada metode konvensional.

Dalam demonstrasi pembuktian konsep, tim menunjukkan film tipis SSE berbasis garnet yang dicetak memiliki konduktivitas ionik tinggi hingga 1 mS / cm dan stabilitas bersepeda yang sangat baik. Selain itu, metode PRH memungkinkan banyak desain lain seperti perakitan multilayer yang kompleks tanpa kontaminasi silang selama sintesis. Ini juga dapat diperluas untuk menyiapkan film tipis keramik lainnya, yang membuka peluang baru dalam mengembangkan baterai solid-state yang aman dan berkinerja tinggi serta perangkat berbasis film tipis lainnya.


Metode sederhana untuk lembaran elektrolit fleksibel berbasis keramik untuk baterai logam litium


Informasi lebih lanjut:
Film elektrolit solid-state berperforma tinggi yang dapat dicetak. Kemajuan Sains (2020). advances.sciencemag.org/lookup… .1126 / sciadv.abc8641

Disediakan oleh University of Maryland

Kutipan: Film elektrolit solid-state berkinerja tinggi yang dapat dicetak untuk baterai generasi berikutnya (2020, 18 November) diambil pada 27 November 2020 dari https://techxplore.com/news/2020-11-printable-high-performance-solid-state -electrolyte-next-generation.html

Dokumen ini memiliki hak cipta. Selain dari transaksi yang adil untuk tujuan studi atau penelitian pribadi, tidak ada bagian yang boleh direproduksi tanpa izin tertulis. Konten disediakan untuk tujuan informasi saja.


Halaman Ini Di Persembahkan Oleh : Lagu togel