Разработана технология термостойкой литий-ионной батареи
Проблемой обычных литий-ионных батарей является низкая температурная стабильность: при нагревании выше 60°C происходит испарение органического электролита. Для эксплуатации батарей в высокотемпературных средах без охлаждения был разработан твёрдый электролит, но его ионная проводимость ниже, чем у органического раствора. Поэтому, для коммерческого использования твердотельных литий-ионных элементов требуется снизить их внутреннее сопротивление.
Профессор Синьичи Оримо (Shin-ichi Orimo), руководитель лаборатории в AIMR (Advanced Institute for Material Research) Университета Тохоку, вместе с коллегами из компании Hitachi, исследовал возможности применения в качестве новых твёрдых электролитов сложных гидридов на основе LiBH4. Было показано, что эти решения обеспечивают высокую ионную проводимость в широком диапазоне температур – от комнатных до 150°C.
О деталях конструкции новой термостойкой батареи, пригодной для использования в промышленном оборудовании с электродвигателями и медицинской технике, стерилизуемом в автоклавах, авторы сообщили в ноябре на 56-м Симпозиуме по батареям, состоявшемся в Префектуре Аичи (Япония).
Главными особенностями предложенной технологии являются применение композитного оксидного слоя (Li-B-TI-O) для предотвращения распада активных катодных материалов на границе с твёрдым электролитом, и адгезионного слоя с низкой точкой плавления, уменьшающего сопротивление на интерфейсе и препятствующего отслоению материала при изменениях объёма электрода.
Как результат, внутреннее сопротивление твердотельной литий-ионной батареи удалось уменьшить в 100 раз, а степень разрядки при 150°C была доведена до 90% от теоретической ёмкости. Кроме того, в новой конструкции решена проблема циклической стабильности батареи.