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電気自動車(EV)用リチウム電池:シリカナノ粒子でコーティングされたセパレーターが安全性を向上  

電気自動車(EV)用のリチウムイオン電池は、セパレーターの過熱、短絡、効率の低下による安全性と安定性の問題に直面しています。これらの欠点を軽減することを目的として、研究者らはグラフト重合技術を使用し、熱的に安定で耐久性のある革新的なシリカナノ粒子積層セパレーターを開発しました。これらのセパレーターを備えたバッテリーはより安全であり、性能も向上しました。この開発は、運輸部門の脱炭素化に向けたEVの導入に貢献する可能性があります。  

充電可能なリチウムイオン バッテリー (またはリチウムイオン電池またはLIB)は、過去30年間で非常に人気があり、どこにでも普及しました。高エネルギー密度、軽量、再充電可能であるため、これらは携帯電話、ラップトップ、オーディオビジュアル機器、蓄電装置、電気自動車 (EV) で広く使用されており、日常生活に不可欠な要素となっています。 LIB は環境に優しく、クリーンなエネルギー貯蔵を提供し、 脱炭 経済。  

ただし、リチウムイオン バッテリー 主にポリオレフィン製セパレーターの過熱により、電気自動車(EV)やエネルギー貯蔵システムの安全上のリスクに直面しています。セパレータはカソードとアノードが直接接触するのを防ぎますが、過熱により温度が 160 °C に上昇すると溶けます。その結果、アノードとカソードがLi樹枝状結晶の形成を通じて直接接触する可能性があり、その結果、内部短絡が発生し、電解質の吸収が不十分になり、効率が低下します。  

この欠点に対処するための努力がなされてきました。セラミックスをコーティングすることも考えられましたが、セパレータの厚みが増し、密着性が低下するため不向きでした。  

最近の研究では、仁川国立大学の研究者はグラフト重合技術を使用して二酸化ケイ素 (SiO ) の均一な層を付着させました。2) ナノ粒子からポリプロピレン (PP) セパレーターまで。このようにしてセパレータはSiOのコーティングで修飾されました2 厚さ 200 nm の層は、エネルギー貯蔵容量を維持しながら、耐熱性が向上し、デンドライトの形成が抑制されます。これは、リチウムイオン電池のポリプロピレンベースのセパレータ (PPS) を即席で改良して内部短絡を軽減し、電池をより安全かつ効率的にできることを示唆しています。  

この開発は、電気自動車 (EV) およびエネルギー貯蔵システムの LIB に関連しており、有望です。実用化されれば、安全性と効率性が向上した即席の LIB は、環境に優しい電気自動車の普及に役立つ可能性があります。  

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参照:  

  1. Manthiram, A. リチウムイオン電池の正極化学についての考察。 Nat Commun 11、1550 (2020)。 https://doi.org/10.1038/s41467-020-15355-0  
  1. パク・J.2024. リチウム金属電池向けの表面多機能化戦略による極薄 SiO2 ナノ粒子層状セパレーター: リチウムデンドライト耐性と熱特性が大幅に向上。エネルギー貯蔵材料。第 65 巻、2024 年 103135 月、XNUMX。DOI: https://doi.org/10.1016/j.ensm.2023.103135  

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ウメシュプラサド
ウメシュプラサド
科学ジャーナリスト | 『Scientific European』誌創設編集者

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