国内で電気自動車産業の急速な発展によって刺激、リチウムイオン電池は今年、特に各電池メーカーのエネルギー密度の点では、かなりの進展をも作ったATLを含め、あらゆる手段に頼ってきた、と力玄テック2017電池メーカーなど神は電池よりも、主に高ニッケル+珪素炭素負三元材料の高比エネルギーバッテリを使用する主要な技術的経路電池メーカーを提示することができる300Wh / kgのエネルギー密度を導入していこの段階では、高比エネルギーバッテリの最も実現可能な設計であるが、さらに350Wh / kgであっても400Wh / kgのリチウムイオン電池のエネルギー密度を向上させるために、このシステムは現在の要件を満たすことができない材料の製造方法技術開発は、リチウム金属負極電池は、高エネルギー密度電池の最も有望な次世代あります。
唯一の電気化学的性能の観点から、Li金属アノードは、おそらく世界の負極材料として最も適している場合、それは実際、低電位（標準水素電極対-3.04V）と二重の利点の高容量（3860mAh / g）を有します金属リチウムは、最初に市場に対するLi / MO2二次電池のカナダのモリEnegry Li金属アノードの起動時に、リチウムイオン電池の負極材料に前世紀の80年代に使用されているが、それはその1989年に非常に残念なことですリチウム二次電池の火災爆発はこの短いから世界の電池市場を支配、バッテリーは世界規模で大きな面積をリコール原因、発生した、同社は最終的に、日本のNEC社買収、その膝に持って来た。NECの企業が莫大な人的・物的資源を投資しています、 NECは、問題の鍵を見つけたが、それはNECは関係なく、奈落の底に落ちていないことができますがリチウムデンドライト - 慎重に探査の数年後、十電池の何千ものを検討し、最終的に犯人はリチウム二次電池の爆発につながりました方法リチウムデンドライト。日本のソニーではなく別の方法で、負極、リチウムコバルト酸化物の正極として黒鉛を使用することを排除することができないプロセスを改善するために、避けるために金属リチウムが登場、Li金属はまた、完全にダウンダークホース化学エネルギー蓄電池、リチウム金属二次電池が、この減少になって、リチウムイオン電池からのすべての方法を実行して、デンドライトの問題を排除します。
21世紀では、固体電解質の開発は、金属リチウムアノードの研究も徐々に速くトラックを持っている。最近、清華大学Peichaoゾウら「我々は完全に避けることができないので、当初から、私たちは希望のLi金属アノードを表示するには、この時間を可能にリチウムデンドライトのリチウム金属デンドライトの成長は、成長方向を誘導することによって、避けられない理由隔壁を突き刺す？」、誘導リチウムデンドライトを達成するために、細胞構造の数が多いの思考Peichaoゾウの銅箔のこの線に沿って開発されましたダイアフラムに平行な方向に沿って成長することにより、負極のLiデンドライト成長の場合には、まだリチウムイオン電池の安全性の多数を提供します。
ホットラミネーションした後、熱ラミネーション、レーザー彫刻、などのアルカリエッチング処理を含む上記多孔質銅箔の調製上記のように、銅箔が、各PIの表裏はポリイミド膜で覆われています、 PI層におけるレーザー彫刻規則的に配置された微細孔後に形成されたサンドイッチ構造を形成し、アルカリエッチング処理、銅箔上の対応する穴を生成する灰汁微細孔をエッチングして銅箔。実験リザーバが完全に箔PeichaoZou内の微細孔の体積に基づいて計算された後、Peichaoゾウ構造選択のPI 150umの45umの孔径層は、リチウム負極を得るために銅箔層、銅箔の腹構造で、すなわち、小さな開口部を孔最大4.1mAh / cm2の容量は、さらに銅箔の厚さを増やすだけでなく、ほとんどのアプリケーションのニーズを満たすために、ネガの容量を強化し続ける。
多孔質銅箔の原理が働いてPeichaoゾウP-Cu系の通常のE-Cu箔は、上記のように、我々は通常、金属リチウム箔の析出が仕事で銅箔の表面上で直接発生することに注意することができる、調製、及びLiのゆえ直径成長方向は、問題を容易にリチウム直径穿刺可能な隔壁を発生し、銅箔とセパレータと直交する方向であるが、E-Cu系、Li金属は、孔の内壁に堆積するリチウムデンドライトの成長方向は、自然ので、発生これはダイヤフラムおよび銅箔の方向と平行になるが、Li堆積プロセスは多数のLiデンドライトを生成するが、電池の安全性に影響を与えない。
下の図では、0.5mAh / cm2（a、d）、1mAh / cm2（bとe）、2mAh / cm2 Cu表面トポグラフィが、それは数字、出現糸状堆積された金属リチウムから分かるが、すべてのLiが多孔質銅箔内に堆積された金属であることができ、何Liが多孔質層PIから延びるないデンドライト電池の安全性を確保するため、内部短絡の危険性を最小限に抑えます。
次の図は、通常のながら、非常に良好なクーロン効率を示し、通常の銅箔とE-Cu系細胞サイクルクーロン効率曲線を使用して、我々はいくつかのE-Cu系のLiの付着量で、曲線から注意ができる示し銅箔のみならず、対照群では、E-Cu系のクーロン効率よりも有意に低かった、リチウム電極は、1.0の量で堆積され、2.0mAh / cm 2で、より短絡現象が発生しています。
以下のグラフは、E-Cu + Li、P-Cu + LiおよびLFP材料のサイクリング曲線をそれぞれ使用しています.1サイクルで250サイクルのE-Cu電池でサイクルした後、クーロンハンターは依然として多孔質の陽極箔の良好なサイクル特性を示した250サイクル1C後、通常の銅箔を用い、一方、対照群、のみ58.6パーセントのクーロン効率は、99.5％の放電容量は131.1mAh / gに達しました。
Peichao Zouによるこの研究は、Liデンドライトの成長を抑制する様々な手段に加えて、Li金属の負極の安全性およびサイクル寿命の問題を解決する上で成長方向を誘導することによっても解決できることを示している。 Peichaoゾウは、微孔性銅箔の負極、制御ダイヤフラムと銅箔と平行な方向におけるLiデンドライト成長方向の成功を開発したセキュリティ上の問題に起因して、Liがデンドライトが大幅に向上する隔壁を貫通回避します電池の安全性及びサイクル寿命、二次電池の開発のリチウム金属アノードの将来のための新しい方法を提供します。
