韓國(guó)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(guó)科學(xué)技術(shù)研究院（KIST）的一個(gè)團(tuán)隊(duì)使用半導(dǎo)體制造技術(shù)來(lái)開發(fā)用于固態(tài)電池技術(shù)的新材料設(shè)計(jì)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(jì)策略，可以克服這些問(wèn)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(huì)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(wèn)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(wèn)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(lái)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(zhǎng)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(duì)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(guò)暴露的晶面的緊密堆積結(jié)構(gòu)抑制了過(guò)渡金屬?gòu)恼龢O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(dòng)方向排列時(shí)，離子和電子沿著晶體的運(yùn)動(dòng)不會(huì)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(shuō)：“這意味著通過(guò)增加晶體平面的密度并調(diào)整晶體之間的界面方向來(lái)改善陰極材料本身，可以確保高性能和穩(wěn)定性。我們計(jì)劃通過(guò)克服固體電解質(zhì)和固體陰極界面的不穩(wěn)定性，并通過(guò)這項(xiàng)研究賦予改善的離子，電荷交換特性，來(lái)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。”