金属負極全固体電池電極界面のブラスト加工による高速充電化メカニズムの解明
阐明金属负极全固态电池电极界面喷砂高速充电机理
基本信息
- 批准号:22K14761
- 负责人:
- 金额:$ 1.75万
- 依托单位:
- 依托单位国家:日本
- 项目类别:Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
- 财政年份:2022
- 资助国家:日本
- 起止时间:2022-04-01 至 2024-03-31
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
初年度では、ブラスト加工による電池性能向上メカニズムの検討を主として実施した。未加工・ブラスト加工・金スパッタ格好・ブラスト加工+金スパッタ加工の4種の電池を対象として、1.充放電試験機による臨界電流密度計測、2.表面3次元SEM計測による電解質表面の形状計測、3.マイクロビッカース硬さ試験による電解質表面の破壊靭性計測、4.電池温度を変化させた電気化学インピーダンス法による界面抵抗計測の4つを行った。臨界電流密度計測より、ブラスト加工により充電可能速度が増加すること、金スパッタ加工と併用することで、金スパッタ加工単独よりも高い充電可能速度が得られることが示された。その原因として、電解質内部へのリチウムデンドライト成長の抑制が考えられたことから、マイクロビッカース硬さ試験を実施した。その結果、ブラスト加工を施した電解質にて、未加工ならびに金スパッタ加工を施した電池よりも高い破壊靭性が確認され、ブラスト加工により電解質への亀裂発生を抑制され、デンドライト成長を抑制したことが、臨界電流密度の増加要因であることがしめされた。表面3次元SEM観察より、ブラスト加工を施した電池にて、表面凹凸が形成されていることが確認された。電気化学インピーダンス計測より、ブラスト加工を施すと海面抵抗が示された。また、温度を変えて実施した電気化学インピーダンス計測より、海面抵抗の活性化エネルギーはブラスト加工を行っても未加工や金スパッタ加工からは変化がないことが示された。このことから、ブラスト加工による海面抵抗低下は物理的な接触面積の増加に伴うものであることが示され、ブラスト加工により作成された電解質表面凹凸がリチウム金属に食い込むことで海面抵抗が低下されたと示唆された。次年度では、以上で明らかとなったメカニズムをもとに、さらに高速充電が可能な電池の実現に向けて、ブラスト加工法の最適化等を実施する。
In the beginning of the year, the battery performance was improved. 4 kinds of battery imaging: 1. measurement of critical current density in charge test machine; 2. measurement of electrolyte surface shape in surface 3D SEM; 3. measurement of fracture toughness in electrolyte surface in charge test machine; 4. Battery temperature change, electrochemical method, interface resistance measurement and 4. This shows that the possible charging speed can be increased by measuring the critical current density and by using diamond processing, and that the possible charging speed can be increased by using diamond processing alone. The reason for this is that the growth of the electrolyte is inhibited by the internal oxidation of the electrolyte. As a result, the electrolyte, unprocessed metal and processed metal were applied to the battery, and the high fracture toughness was confirmed. The cracking growth of electrolyte was suppressed during the processing, and the critical current density was increased due to the inhibition of the growth of electrolyte. 3-D SEM inspection of the surface, the surface roughness and the formation of the battery are confirmed. Electrical and chemical measurements, surface processing and surface resistance measurements For example, the temperature of the water can be changed by the temperature of the water, the The surface roughness of the electrolyte is reduced by the increase in the physical contact area. In the next year, the following measures will be taken to optimize the processing method of high-speed charging, possible battery development, etc.
项目成果
期刊论文数量(8)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Shot Peening on All-solid-state Lithium Metal Battery for High-speed Charging
高速充电全固态锂金属电池喷丸强化
- DOI:
- 发表时间:2022
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:M. Kodama;K. Takashima;S. Hirai
- 通讯作者:S. Hirai
砥粒の高速吹き付けによる全固体リチウム金属負極電池の性能向上
通过高速喷射磨粒提高全固态锂金属负极电池性能
- DOI:
- 发表时间:2022
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:髙嶋 快;兒玉 学;平井 秀一郎
- 通讯作者:平井 秀一郎
Performance Improvement of Lithium Metal Anode All-Solid-State Batteries By High-Speed Blowing of Abrasive Grains
高速吹制磨粒提高锂金属负极全固态电池性能
- DOI:
- 发表时间:2022
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:K. Takashima;M. Kodama;S. Hirai
- 通讯作者:S. Hirai
Li金属負極全固体電池のショットピーニング加工による電極性能向上効果の砥粒径依存性
锂金属负极全固态电池喷丸强化电极性能改善效果与磨粒尺寸的关系
- DOI:
- 发表时间:2022
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:髙嶋 快;兒玉 学;平井 秀一郎
- 通讯作者:平井 秀一郎
Improvement of lithium-metal electrode performance of all-solid-state batteries by shot peening on solid-electrolyte surface
- DOI:10.1016/j.jpowsour.2022.231556
- 发表时间:2022-07
- 期刊:
- 影响因子:9.2
- 作者:M. Kodama;K. Takashima;S. Hirai
- 通讯作者:M. Kodama;K. Takashima;S. Hirai
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