Et le développement de véhicules électriques à l'aide de stockage d'énergie de production d'énergie d'énergie naturelle sont les batteries essentielles de nouvelle génération ont été très populaires. C'est plus que les batteries lithium-ion traditionnelles en termes de coût et de performance du matériel super a émergé. De nombreux pays ont commencé les véhicules à essence d'interdiction discussion, en particulier pour l'alimentation des véhicules électriques de l'attention est particulièrement focalisée ce document, la force motrice de la batterie de percée révolutionnaire que les récentes tendances notables liées aux nouvelles technologies étaient des rapports de suivi.
réputation Directeur technique Asahi Kasei (de tous les collègues) M. Akira Yoshino que: une nouvelle génération de batteries, le plus proche batterie tout-solide pratique est une batterie au lithium-ion comme parent (Note: un par l'invention Goodenough cobaltate de lithium, l'ion lithium célèbre inventeur de l'électrolyte), qui est l'un des prix Nobel de chimie candidat. il croit que la batterie tout état solide prometteur est très significatif.
Type tout-solide, la force motrice de EV
Cellule se compose d'électrodes positive et négative et un séparateur entre elles canal de transport d'ions de lithium à électrolyte constitué maintenant de la batterie au lithium-ion est extrêmement solvant organique inflammable. Batterie tout-solide en utilisant une solution d'électrolyte en tant que retardateur de flamme électrolyte solide Remplacer l'électrolyte de solvant organique, la sécurité sera grandement améliorée.
En 2011 est pour une grande Kanno un des professeurs de temps et d'autres avec Toyota Motor et d'autres ont développé conjointement un nouvel électrolyte solide comme une occasion de batterie tout état solide commence à attirer l'attention des gens. Lithium-ion est extrêmement facile à travers la couche d'électrolyte solide, la conductivité ionique plus encore que Niveau d'électrolyte traditionnel.
Si la conductivité ionique est élevée, la puissance de sortie de la batterie augmente. Il monté sur une voiture électrique, il faut beaucoup d'énergie de la batterie est insuffisante pour atteindre le début d'une accélération rapide et les performances de conduite sera grandement améliorée.
Est Université Industrie et autre équipe de recherche est de continuer à promouvoir l'amélioration du matériel en changeant le type d'élément, etc. en 2016, la conductivité ionique de cet électrolyte solide a atteint plus de 2 fois l'électrolyte organique, la densité de puissance de la batterie de plus de 3 fois. Test de laboratoire La batterie à l'état solide pour cette batterie après charge répétée et décharge 1000 fois, la capacité est presque pas d'atténuation, pour répondre aux exigences de batterie longue durée.
La charge rapide devient possible. Cependant, tout comme la formation traditionnelle de dendrites de lithium et d'autres problèmes au sein de la charge rapide, ce qui entraîne un risque d'un court-circuit interne. Si ce problème est résolu, à quelques minutes de problème de charge rapide Peut être résolu.
Contenant du soufre électrolyte solide en courant, il produit au moment du contact avec l'humidité dans le gaz de sulfure d'hydrogène de l'air. Nécessite boîte spéciale des gants de laboratoire, fonctionner dans les moyens d'étanchéité, l'air extérieur ne peut entrer dans la boîte à gants à partir du matériau la synthèse de l'ensemble de la batterie est nécessaire dans ce cas particulier des conditions d'exploitation, ce problème a été à la production de masse sont les obstacles techniques doivent être pris en compte. (Toyota - équipe Mitsui dès il y a deux ans pour terminer le processus de production, mais pas public)
La technologie de base de l'électrolyte de la batterie à l'état solide, à savoir augmenter la conductivité ionique de l'électrolyte. « Si la conductivité ionique de la solution électrolytique est de 10 fois la valeur normale, tous les problèmes de la batterie à l'état solide est résolu. », affirme le directeur réputation Yoshino.
Prof. Jian et al développé électrolyte solide sauvage qui ne contient pas d'élément rare métallique 17, bien que l'électrolyte classique, la conductivité diminue à un niveau presque égal, mais le coût est réduit de 1/3. Si vous voulez supprimer le gaz de sulfure d'hydrogène (Note: C'est aussi la détresse de l'équipe du professeur Kanno, leur synthèse en laboratoire des électrolytes de sulfure sans Ge bien au-dessous de la performance de l'équipe Mitsui a été la taille La production chimique d'électrolytes, Toyota a fondamentalement terminé le financement du projet)
Sélectionnez l'électrode détermine la capacité de la batterie est très difficile professeur Kanno a déclaré: « De nombreuses équipes de recherche sont à la recherche de matériau d'électrode approprié (match électrolyte). »
Takada Kodomo, directeur adjoint de l'Institut national japonais de recherche sur les matériaux, a mis au point un nouveau système de matériaux d'électrode négative, principalement du silicium, dont la capacité d'électrode négative peut être a augmenté à environ 10 fois les batteries lithium-ion classiques. capacité totale de la batterie peut être prévu pour augmenter d'environ 50% d'oxyde de silicium par la conception structure partielle, l'expansion et la contraction peut être uniformément silicium, des électrodes de silicium effondrement jamais problème peut être effectivement résolu .
Takada Directeur adjoint a déclaré: « Bien que les principes peuvent être vérifiés, mais il est nécessaire de développer la technologie pour la production de masse « existe maintenant un film de silicium est déposé sur un substrat à l'étape des problèmes complexes..
Toyota prévoit de réaliser la moitié de toutes les affaires de la batterie à l'état solide avant les années 2020. Si la mi-2020 pour compléter les défis techniques, puis vers 2030, EV sont équipés de batteries à l'état solide ne sera plus un rêve. Bien sûr, au-delà du lithium-ion existants Les batteries sont le facteur le plus critique dans la promotion des batteries à l'état solide.
Pause des barrières de fortes concentrations d'électrolyte
Les batteries au lithium-ion par Sony, Asahi Kasei Company en 1991 pour la première fois commercialisés. Avec les améliorations ultérieures, bien que la performance progressivement améliorée, mais est proche de la limite supérieure de la technologie. À l'heure actuelle, cette technologie peut briser les barrières, l'espoir Avec les propriétés d'électrolyte solide de concentrations élevées similaires d'électrolyte, puis en améliorant les matériaux d'électrode, etc., pour améliorer encore les performances des batteries lithium-ion.
Université nationale de Yokohama Professeur Masayoshi Watanabe a déclaré: « En faisant l'électrolyte épaissit, se rapproche de la nature solide » comme un solide non volatile, mais il a aussi les caractéristiques de non-inflammable, est pas ce que nous voulons obtenir haute sécurité Batteries? Professeur Watanabe, qui a développé avec succès l'équivalent d'environ 3 fois la concentration actuelle d'électrolyte à forte concentration d'électrolyte.
L'électrolyte typiquement, une partie seulement de la molécule du solvant organique en combinaison avec des ions lithium. Molécules non liées libres peut sortir de la solution électrolytique, on évapore libre en charge et la décharge répétée est facilement décomposé pour devenir une solution électrolytique, une électrode, etc. la raison principale de la dégradation. frappante est appelé « polyéther » un solvant organique, il a des propriétés d'ions lithium dans le milieu entouré par le rapport de mélange des efforts, diverses formes moléculaire polyéther trouvé presque tous peuvent être combinés avec des ions lithium. un tel électrolyte peut être empêchée de manière efficace contre la détérioration de l'électrode ou analogue, le développement d'une batterie longue durée.
Professeur Atsuo Yamada de l'Université de Tokyo, qui utilisent des concentrations élevées d'électrolytes en 2014, le temps de charge batterie est généralement réduite à un tiers des batteries lithium-ion ont réussi le professeur Yamada a déclaré: « Dans le sens commun passé si elle atteint haute Concentration, puis la vitesse de réaction de la batterie sera lente, des concentrations élevées d'électrolyte est considéré ne convient pas pour les batteries lithium-ion.
En 2017, le développement réussi d'un solide électrolyte non inflammable, il a aussi pour effet de l'agent extincteur dans une batterie au lithium-ion qui utilise un ininflammable, le phosphate de triméthyle en tant que solvant organique. Il est même pas près du feu sur le feu, Si chauffé à 200 ° C, il produira de la vapeur éteindre la flamme. Par conséquent, il peut être développé pour supprimer le feu et aucune occasion de la batterie au lithium de feu.
. Même si une grande variété de fonctionnalités à attendre la nouvelle batterie, mais le principal problème est le coût de la synthèse en laboratoire de ces matériaux de batterie, le prix est très cher professeur Yamada a déclaré: « l'avenir pour parvenir à une production de masse, le matériau n'est plus spécial, Le coût du prix va naturellement tomber.
Comme une méthode pour améliorer le matériau d'électrode, est de développer un nouveau matériau sont mélangés avant la manipulation de la capacité de matériau d'électrode positive batterie et la puissance de sortie sont améliorées. Le verre optique fabriqué par les entreprises Ohara (lignes Mitsui) qui inhibent le développement de une réduction de la capacité de l'additif de charge et de basse température rapide. ceci est appelé le développement indépendant d'une batterie de matériau de verre « LICGC », peuvent être mélangés dans l'état solide en utilisant le matériau d'électrode positive. LIGGC ajouté au matériau de la batterie à l'état solide électrode positive pour le test de batterie vitesse de charge 3 fois la vitesse de la décharge rapide, par rapport à la batterie lithium-ion classique (LIB) une capacité accrue d'environ 40%, environ 25% d'augmentation à Celsius moins 20 degrés. de telles cellules peuvent être appropriés pour une prédiction dans un endroit froid Dans d'autres expériences, l'amélioration du temps de charge et de la puissance de sortie a également été confirmée.
Teranishi et Kishi assistant Université Okayama a développé une charge-décharge rapide peut être reliée à l'électrode positive. Attirer Ses recherches ont porté sur un oxyde métallique d'ions lithium. Après baryum et de particules de matière contenant du titane revêtu sur la surface des particules du matériau d'électrode positive, L'essai de la batterie peut être 5 fois la charge habituelle de la batterie lithium-ion.
Les voitures électriques (EV) prennent même quelques minutes pour se recharger rapidement, ce qui est le plus grand désavantage que les VE ont sur les voitures à essence qui démarrent immédiatement. On s'attend à ce que le temps de charge des VE soit réduit. "Grâce à l'amélioration de l'électrolyte et de l'électrode, nous avons vu l'aube d'améliorer les performances de la batterie lithium-ion.
Tant que briser le sens commun existant continuer à développer, qui ouvrira ses portes, espérons une route menant à la prochaine génération de nouvelles cellules dans les batteries existantes lithium-ion sur.
