からの研究チームTsinghua大学（UT）は、電気自動車の固体遊雅堂 出金できない（EV）を改善するためにカソード製造技術に革命をもたらしました。
なぜ新しいカソード製造技術が必要なのか？
科学者s試みEVのソリッドステート遊雅堂 出金できないを開発する彼らはより大きなエネルギー密度とより良い範囲を提供します現在使用されているリチウムイオン電池。しかし、thは、主に遊雅堂 出金できないの組成に関する問題が原因で、目的は手の届かないままですカソード. 今、UT科学者は、この問題を克服するために新しいカソード製造技術を開発しました。
カソード製造プロセスの説明を含むこの研究は、最近登場しましたナノ研究2022年3月24日に。
科学者はなぜ充電式の固体遊雅堂 出金できないを開発したいのですか？
充電式の固体遊雅堂 出金できないは完全に固体であり、液体成分がなく、科学者によってEV遊雅堂 出金できないやその他の気候緩和アプリケーションの次世代エネルギー貯蔵として追求されています。これは、それらがより軽く、より密な密度が高く、充電速度をより速く、既存のリチウムイオン電池よりも範囲を広げるためです。
充電速度で使用される液体電解質は、電流が正と負の電極（それぞれカソードとアノード）の間を流れる媒体です。ただし、液体は遊雅堂 出金できないを重くし、可燃性でもあります。つまり、火は珍しい出来事ではありません。
さらに、固体遊雅堂 出金できないでは、セラミック、ガラス、またはポリマーで作られた固体電解質は、輸送中に漏れがなく、電力密度、循環性、貯蔵寿命が向上するため、はるかに安全です。
科学者はこれらの遊雅堂 出金できないをこの新しいテクノロジーで動作させることができますか？
In注文makeソリッドステート遊雅堂 出金できない実行可能, 科学者必須高い動作電圧aが可能な優れたカソードを設計するs a 高い面積容量。高い面積容量与えられたエリアの単位あたりの遊雅堂 出金できないのエネルギー電荷の量について説明します期間。 the頻繁にユニットutiliseDこの量を記述するには、Milliampere-hour（）です。mah） - または、1つの電流が1時間流れるようにするエネルギー電荷の量 — 特定の量の面積と比較して（通常は平方センチメートル、またはcmで測定されます2）。
本質的に、この測定、mah/cm2は、デバイスで取り上げるスペースの量に対して、充電することなく遊雅堂 出金できないがどれだけ長く続くかを示します。
「これまでに調査された複合カソード製造技術のほとんどは、既存の市販の遊雅堂 出金できないの性能に合わない遊雅堂 出金できないをもたらし、それらを超えて、約3 MAH/cmに打撃を与えます2」と、南京林業大学の材料科学工学部の著者であるジザン・チェンは説明しました。
さらに、これらのカソード技術は、過剰な数のバインダーと導電性剤の要件にも悩まされています。これは、すべての活性粒子が均一に広がっていることを確認するためです。これにより、カソードの密度が低下し、コストが増加し、カソードと電極の界面で過剰な量の抵抗が生成されます。
写真クレジット：Nano Research。
これらの問題はどのように克服されましたか？
これらの課題を克服しながら、高い面積容量を提供するために、研究者によって新しいカソード製造技術が開発されました。この場合、水酸化リチウムとホウ酸が大幅に減少するバインダーと導電性剤の量は大幅に減少します（全体の重量の約4％にまで）。これらは、カソード形成中に起こる焼結プロセスで添加物として使用されます。
焼結は、熱または圧力の適用を介して、液化点まで溶かすことなく、粉末を固体塊に圧縮する方法です。ただし、この場合、少なくとも一部の成分には液相がありますが、粒子間の結合を後押しするために他の成分は粉末として残ります。
したがって、溶融点が低い水酸化リチウムとホウ酸は、ニッケルが豊富なリチウム化合物リンの粉末に液体として浸透します0.8Mn0.1co0.1（nmc811）中程度に上昇した温度約350°。これにより、粉末粒子間の親密な物理的接触が可能になるだけでなく、大量の添加物の必要性を減らし、密度化プロセスを促進します。
結果として得られる複合カソードは、パフォーマンスの向上を約束し、8 mAh/cmを超える面積容量に達します2最大4.4 Vの広範な電圧内で。このカソード製造技術は、エネルギー密度が500ワット（WH/kg）のソリッドステート遊雅堂 出金できないの製造に利用されることを目的としています。 -265現在の現代リチウムイオン電池が提供するwh/kgエネルギー密度。
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