リチウムイオン電池の成熟した技術とは何ですか?

1. 完全固体LiFe2+
現在は液体リチウムイオン電池が市販されているため、液体リチウムイオン電池とも呼ばれます。 一言で言えば全固体リチウムイオン電池です。 そのコンポーネントはすべて固体であり、固体電解質が従来のリチウムイオン電池の液体電解質とセパレーターを置き換えます。
全固体電解質は液体リチウムイオン電池と比べて、安全性、耐熱性に非常に優れており、60-120度の範囲で長時間動作することができます。 最大 5 V までの広い電気化学的ウィンドウは、高電圧材料と適合させることができます。 リチウムイオンのみで電子はありません。 シンプルな冷凍システムと高い冷凍密度を備えています。 超薄型で柔軟なバッテリーに適しています。 しかし、その欠点も明らかです。つまり、このバッテリーは単位面積あたりの導電率が低く、室温での比出力が低く、コストが高いということです。 大容量の電池は工業化が難しい。
全固体リチウムイオン電池の出力密度、サイクル安定性、安全性能、高温・低温性能、寿命は電解質材料の性能と密接に関係しています。 固体電解質は、ポリマー電解質 (通常、PEO、LiTFSI などで構成される) と無機電解質 (酸化物、硫化物など) に分類できます。 全固体電池技術が次の発展の鍵になると考えられています。 テクノロジーが成熟し続けるにつれて、すべての問題は解決されるでしょう。

2. 三元材料高エネルギー密度電池
高エネルギー密度リチウムイオン電池技術の発展に伴い、三元系正極材料が広く注目を集めています。 三元正極材料は、比容量が高く、サイクル安定性が高く、コストが低いため、エネルギー貯蔵の分野で広く使用されています。 三元正極材料のエネルギー密度は、電池の電圧と材料中のニッケル元素の含有量を増加させることによって効果的に増加させることができる。
理論的には、三元材料は高電圧において自然な利点を持っています。三元材料の標準値は 4.35 V です。この値では、三元材料は良好なサイクル安定性も維持できます。 充電電圧が 4.5 V に増加すると、(333, 442) 対称材料の容量は 190 に達し、サイクル性能も良好ですが、(532) のサイクル性能はわずかに悪くなります。 電圧が 4.6 V に達すると、三元材料のサイクル性能が低下し始め、膨潤がさらに激しくなります。 現在、三元系高電圧カソード材料の実用化は、高電圧電解質によって制限されています。
By increasing the Ni content to increase the energy density of the ternary system, high Ni ternary systems are currently commonly used, that is, high Ni ternary systems with Ni mole fraction >0.6. このシステムには、高い比容量と低コストという利点がありますが、保管の問題があります。 リチウムには、性能が弱く、熱安定性が低いなどの問題があります。 したがって、パフォーマンスを向上させるには、これを変更することが効果的な方法です。 マイクロナノのサイズと形態は、高ニッケル三元陰極の性能を決定する重要な要素です。 既存の研究では主に、電極表面に均一に分散させて、小径かつ高比表面積の球状粒子を得ることが行われている。