固態(tài)電池技術(shù)的材料升級，可提高電池的性能

韓國KIST的研究人員開發(fā)了一種制造技術(shù)，以提高固態(tài)電池技術(shù)的性能和可靠性

韓國科學(xué)技術(shù)研究院（KIST）的一個團(tuán)隊使用半導(dǎo)體制造技術(shù)來開發(fā)用于固態(tài)電池技術(shù)的新材料設(shè)計策略。

能源材料研究中心的研究小組與成均館大學(xué)申賢重教授的研究小組合作，開發(fā)了一種突破性的材料設(shè)計策略，可以克服這些問題。固體電解質(zhì)和陰極之間的電阻，這是全固態(tài)電池商業(yè)化的障礙。

具有固體電極，固體電解質(zhì)界面會產(chǎn)生干擾原子排列并限制電荷轉(zhuǎn)移，增加電阻并加速劣化的現(xiàn)象。

為了解決上述問題，目前正在研究在陰極和電解質(zhì)的表面上涂覆適當(dāng)?shù)牟牧匣虿迦胫虚g層的方法。然而，這進(jìn)一步增加了成本并且降低了電池的總體活性和能量密度。

為了解決這些問題，KIST成均館大學(xué)聯(lián)合研究小組確定了直接影響固體界面的材料的晶體結(jié)構(gòu)。使用來自半導(dǎo)體制造的外延膜技術(shù)沿形成襯底的晶體的方向生長薄膜，在不同條件下獲得具有不同暴露晶面的陰極膜。

詳細(xì)分析了暴露的晶面對固體電解質(zhì)與正極材料之間界面的影響，而沒有考慮其他可能影響結(jié)果的因素，例如粒徑和接觸面積。

結(jié)果表明，通過暴露的晶面的緊密堆積結(jié)構(gòu)抑制了過渡金屬從正極材料向電解質(zhì)的泄漏，這提高了全固態(tài)電池的穩(wěn)定性。另外，當(dāng)晶體的界面平行于電子的運(yùn)動方向排列時，離子和電子沿著晶體的運(yùn)動不會受到阻礙，從而降低了電阻并提高了固態(tài)電池的輸出。

KIST的Sang-baekPark博士說：“這意味著通過增加晶體平面的密度并調(diào)整晶體之間的界面方向來改善陰極材料本身，可以確保高性能和穩(wěn)定性。我們計劃通過克服固體電解質(zhì)和固體陰極界面的不穩(wěn)定性，并通過這項研究賦予改善的離子，電荷交換特性，來加速全固態(tài)電池材料的開發(fā)，該研究表明全固態(tài)電池的機(jī)理電池退化。”