12 11月 2018

【論文紹介】Fumed alumina induced gel-like electrolyte for great performance improvement of lithium-sulfur battery

Chem. Commun. doi: 10.1039/C8CC07741J
・リチウムデンドライトを抑制するゲル電解質を合成することで長寿命かつ高出力LiS電池を作成した。
・ゲル電解質は、電解液(EC/DMC/LiPF6)にヒュームドアルミナをフィラーとして8wt%を添加することでゲル化する。
・このヒュームドアルミナ電解質を用いたLiS電池(Li-S@pPAN)に適応するとこで、300サイクル後の容量維持率が95%、10C放電で1C放電の76.5%を維持することを確認した。
<元記事>https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2018/cc/c8cc07741j#!divAbstract

<X’s EYE>
◯解説:
ゲルというよりは固体成分を入れることで粘性が高くなったような電解液であろうか?
最近、固体と液体(ゲル)を混合させた電解質の発表が増えている。この手法は、30年前から固体電解質が取り上げるたびに定期的に盛り上がる。

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06 9月 2018

【論文紹介】Elevated‐Temperature 3D Printing of Hybrid Solid‐State Electrolyte for Li‐Ion Batteries

Advanced Materials, DOI: 10.1002/adma.201800615
・ニュース等で”3Dプリンタによる全固体リチウムイオン電池の作製に成功”と発表があったイリノイ大学の研究者らの元論文。
・実際は全固体電池ではなく、PVdF-HFPコポリマーとイオン液体のゲル電解質にセラミックス粒子を添加した電解質を用いた電池。
・溶剤を揮発させてゲル化するのではなく、溶融押出により整形するため、整形後のサイズの変化(収縮)がない。
・そのため、電解質/活物質界面の抵抗が効果的に低減され、プレス等の従来法で組み立てられた電池よりも優れた負荷特性を示す。
<元論文>https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.201800615
<ニュース(日本語)>https://www.google.co.jp/amp/s/news.infoseek.co.jp/amp/article/mynavi_1811956/

<X’s EYE(X氏コメント)>
ビジネス:
大容量の電池を対象では日の目を見ない可能性は高いが、超小型電池であれば市場があるかもしれない。 Read More

13 8月 2017

【論文紹介】Enhancement of thermal transport in Gel Polymer Electrolytes with embedded BN/Al2O3 nano- and micro-particles

出展:http://www.sciencedirect.com/

Journal of Power Sources Volume 362, 15 September 2017, Pages 219-227
・ゲル電解質の熱輸送特性について。
・リチウムイオン電池内の部材の中で、ゲル電解質は最も低い熱伝導率である。
・PVDFベースのゲル電解質にBN/Al2O3ナノ粒子を混合することで熱伝導率が2.5倍改善する。
・しかしながら、配合量による熱伝導率とイオン伝導度はトレードオフの関係にあることがわかった。
<元記事>http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0378775317309175

29 7月 2017

【論文紹介】Stabilizing the performance of high-capacity sulfur composite electrodes by a novel gel polymer electrolyte configuration

出典:http://bioage.typepad.com/

ChemSusChem, doi: 10.1002/cssc.201700977
・PVDFのゲル電解質を用いることで、LiS電池の理論容量1675 mAh/gに近い放電容量を得ることができる。
・ゲル電解質は硫黄の溶出、ポリスルフィドのシャトルを抑制する。
・70%の硫黄を含む硫黄/炭素複合電極で理論値に近い容量で安定した性能を可能にすることを確認。
<元記事>http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/cssc.201700977/abstract

07 7月 2017

【論文紹介】Biomimetic ant-nest ionogel electrolyte boosts the performance of dendrite-free lithium batteries

出典:http://pubs.rsc.org/

Energy Environ. Sci., 2017, Advance Article ;DOI:10.1039/C7EE00988G
・デンドライトフリーなリチウム金属電池用の生体模倣イオンゲル電解質についての報告。
・化学修飾されたSiO2骨格内にイオン液体を閉じ込めたアリの巣状のイオンゲルを作製した。
・アリの巣状の構造は、イオン伝導率の改善だけでなく、リチウム金属上に粒子状の保護層が自発的に形成されることで、デンドライトの成長を抑制する。
・NMC(1/1/1)と組み合わせたフルセルは390Wh/kgのエネルギー密度を達成し、LTOと組み合わせたフルセルは3000サイクル後のクーロン効率が99.8%。
<元記事>http://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2017/ee/c7ee00988g#!divAbstract

17 6月 2017

【論文紹介】2D boron nitride nanoflakes as a multifunctional additive in gel polymer electrolytes for safe, long cycle life and high rate lithium metal batteries

出典:http://pubs.rsc.org/

Energy Environ. Sci., 2017, Advance Article ;DOI:10.1039/C7EE01095H
・ゲルポリマー電解質(GPE)の機能向上について。
・ゲルポリマーに0.5wt%の2D窒化ホウ素ナノフレーク(BNNF)を添加した。
・これによってイオン導電率、Li+移動数、機械的弾性率、およびデンドライト抑制能力などGPEに必要な特性を全て改善できることがわかった。
<元記事>http://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2017/ee/c7ee01095h#!divAbstract

30 12月 2016

【論文紹介】Poly(ethylene oxide)-Immobilized Ionogel with High Ionic Liquid Loading and Superior Ionic Conductivity

J. Electrochem. Soc. 2016 volume 163, issue 14, A2887-A2889, doi: 10.1149/2.0311614jes
・簡単なメカノケミカル法によってポリ(エチレンオキシド)でイオン液体を固定化したイオノゲルを作製した。
・50wt%ものイオン液体を含有するポリ(エチレンオキシド)イオノゲルは、室温で10-4S/cmの高いイオン伝導度を示す。
<元記事>http://jes.ecsdl.org/content/163/14/A2887

14 12月 2016

【論文紹介】A dense transparent polymeric single ion conductor for lithium ion batteries with remarkable long-term stability

出展:http://www.sciencedirect.com/

Journal of Power Sources, Volume 336, 30 December 2016, Pages 75–82
・新規ゲル電解質に関する報告。
・ 4-amino-4’-trifluoromethyl bis(benzene sulfonyl)imideにpoly(ethylene-alt-maleic anhydride)を側鎖としてグラフト重合した。
・P(VDF-HFP)コポリマーとリチオ化アイオノマーとのブレンドフィルムを作製した。
・このブレンドゲル電解質は、室温で0.104mS/cmのイオン伝導度を示し、Li+の移動度は0.92とほぼシングルイオン伝導体であることを確認。
・このゲル電解質を用いて作製したLFP/Liメタルセルは室温で1Cのレートで1000サイクルの間容量減衰は殆ど無い。
<元記事>http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S037877531631415X

17 11月 2016

【ニュース】韓国研究陣、バッテリー爆発の危険を減らすゲル電解質を開発 | Joongang Ilbo | 中央日報

・韓国研究陣がバッテリー爆発の危険を減らす「ゲル(Gel)タイプ」の固体電解質を開発した。
・韓国科学技術研究院(KIST)は米パシフィック・ノースウエスト国立研究所(PNNL)と共同でイオン液体とリチウム塩の混合物を利用し、固体特性のイオン液晶ゲル電解質を作ったことを明らかにした。
・KIST側は「今回開発されたイオン液晶ゲル電解質は従来の液体電解質の問題点である蒸発、漏液、発火、爆発問題を根本的に解決でき、特に固体ゲル状にもかかわらず液体状態よりも優秀なイオン伝達特性がある独特の特性を実験を通じて証明した」と説明。
<元記事>http://japanese.joins.com/article/650/222650.html

25 9月 2016

【論文紹介】Interfacial stability and electrochemical behavior of Li/LiFePO4 batteries using novel soft and weakly adhesive photo-ionogel electrolytes

出展:http://www.sciencedirect.com/

Journal of Power Sources, Volume 330, 31 October 2016, Pages 92–103
・リチウム塩とイオン液体を含むアクリル系のUV重合成のゲル電解質について。
・ポリマー含有量に従ってレート特性は低下するが、アクリレートポリマー中の酸素原子の量が増加すると、イオン伝導度は向上する。
・弾性率は低く、感圧性の接着剤として機能する。
・LFP正極とリチウムメタル負極を組み合わせた電池では、ゲル電k内室の接着強度の増加とともにクーロン効率が増加することを明らかとした。
・リチウム/リチウム電池では、高い接着強度を有するゲル電解質のみ、リチウムの析出溶解の繰り返しが可能であることを明らかとした。
<元記事>http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0378775316311612