本报讯 日本东京工业大学一杉太郎教授和产业技术综合研究所白泽彻郎研究员等人通过制作不含杂质的电极与固体电解质界面,将全固态锂电池容量提高到原来的2倍。
LiNi0.5Mn1.5O4作为锂电池电极材料备受关注,其比现有的LiCoO2系电极材料产生的电压更高,但这种材料能否进行稳定充放电一直未知。于是,研究小组制造了电极/电解质界面不含杂质的全固态电池,以对其充放电过程进行验证。首先,通过外延生长法制作LiNi0.5Mn1.5O4薄膜,然后在其上面制作Li3PO4固体电解质薄膜,最后蒸镀上作为负极的Li,制成全固态锂电池。研究发现,这种全固态锂电池与以往使用LiNi0.5Mn1.5O4的电池相比,容量增加了2倍。
为了明确电池容量增大的机理,研究人员将固体电解质Li3PO4沉积于LiNi0.5Mn1.5O4薄膜上 ,结果发现锂离子自发地从Li3PO4移动到LiNi0.5Mn1.5O4,LiNi0.5Mn1.5O4薄膜完全转变为Li2Ni0.5Mn1.5O4薄膜。分析认为,由于界面不含杂质,所以锂离子能够顺利地从固体电解质一侧移动到LiNi0.5Mn1.5O4一侧。