Los angeles disposition des ions métalliques (yttrium dans ce cas) au sein de chaque couche affecte l. a. conductivité ionique. Pour garantir un mouvement sans obstruction des ions lithium, le nombre d’ions métalliques occupant des websites disponibles dans chaque couche doit être inférieur à 0,444. De plus, pour créer un chemin suffisamment massive pour les ions lithium au sein de chaque couche, l’profession des ions métalliques doit être supérieure à 0,167. Par conséquent, atteindre une profession des ions métalliques entre 0,167 et 0,444 dans chaque couche donne une couche conductrice à conductivité ionique élevée. Crédit : Institut des Sciences Fondamentales
Des chercheurs dirigés par le professeur Kang Kisuk du Centre de recherche sur les nanoparticules de l’Institut des sciences fondamentales (IBS) ont annoncé une avancée majeure dans le domaine des batteries à semi-conducteurs de nouvelle génération. On pense que leurs nouvelles découvertes permettront l. a. création de batteries basées sur un nouvel électrolyte solide à base de chlorure présentant une conductivité ionique exceptionnelle.
Une préoccupation pressante concernant les batteries commerciales actuelles est leur dépendance aux électrolytes liquides, ce qui entraîne des risques d’inflammabilité et d’explosion. Par conséquent, le développement d’électrolytes solides non combustibles revêt une significance primordiale pour le développement de l. a. technologie des batteries à semi-conducteurs.
Alors que le monde se prépare à réglementer les véhicules à moteur à combustion interne et à étendre l’utilisation des véhicules électriques dans le cadre de l. a. transition mondiale en cours vers des transports durables, l. a. recherche sur les composants de base des batteries secondaires, en particulier les batteries à semi-conducteurs, a pris un essor considérable.
Pour rendre les batteries à semi-conducteurs pratiques pour une utilisation quotidienne, il est nécessaire de développer des matériaux présentant une conductivité ionique élevée, une distinctiveness stabilité chimique et électrochimique et une flexibilité mécanique. Bien que des recherches antérieures aient abouti à l. a. manufacturing d’électrolytes solides à base de sulfures et d’oxydes présentant une conductivité ionique élevée, aucun de ces matériaux n’a pleinement satisfait à toutes ces exigences de base.
Dans le passé, les scientifiques ont également découvert des électrolytes solides à base de chlorure, connus pour leur conductivité ionique supérieure, leur flexibilité mécanique et leur stabilité à haute rigidity. Ces caractéristiques ont conduit certains à spéculer que les batteries à base de chlorure seraient les applicants les plus probables pour les batteries à semi-conducteurs. Cependant, ces espoirs ont rapidement été déçus, automotive les batteries au chlorure étaient considérées comme peu pratiques en raison de leur distinctiveness dépendance à l’égard de métaux de terres rares coûteux, notamment les éléments yttrium, scandium et lanthanide, comme composants secondaires.
Pour répondre à ces préoccupations, l’équipe de recherche de l’IBS a examiné l. a. distribution des ions métalliques dans les électrolytes chlorure. Ils pensaient que l. a. raison pour laquelle les électrolytes triples chlorures pouvaient atteindre une conductivité ionique aussi faible dépendait des différentes tendencies des ions métalliques dans l. a. construction.
Ils ont d’abord testé cette théorie sur le chlorure de lithium et d’yttrium, un composé courant du chlorure métallique de lithium. Lorsque les ions métalliques étaient placés à proximité du trajet des ions lithium, les forces électrostatiques inhibaient leur mouvement. A l’inverse, si l’profession des ions métalliques est trop faible, le trajet des ions lithium devient trop étroit, gênant leur mouvement.
Sur l. a. base de ces informations, l’équipe de recherche a présenté des stratégies pour concevoir des électrolytes de manière à atténuer ces facteurs conflictuels, conduisant finalement au développement réussi d’électrolytes solides à haute conductivité ionique. Le groupe est allé plus loin en démontrant avec succès cette stratégie en créant une batterie à l’état solide au chlorure de lithium à base de zirconium, beaucoup moins chère que les possible choices utilisant des métaux des terres rares.
C’était l. a. première fois que l’significance de l. a. disposition des ions métalliques sur l. a. conductivité ionique d’un matériau était démontrée.
Cette recherche met en évidence le rôle souvent négligé de l. a. distribution des ions métalliques dans l. a. conductivité ionique des électrolytes solides à base de chlorure. Les recherches du Centre IBS devraient ouvrir l. a. voie au développement de plusieurs électrolytes solides à base de chlorure et faire progresser l. a. commercialisation de batteries à semi-conducteurs, qui promettent une abordabilité et une sécurité améliorées dans le stockage de l’énergie.
“Cet électrolyte solide à base de chlorure récemment découvert est sur le level de dépasser les limites des électrolytes solides à base de sulfures et d’oxydes traditionnels, nous rapprochant ainsi de l’adoption généralisée des batteries à semi-conducteurs”, déclare l’auteur correspondant Kang Keesuk.
L’article est publié dans l. a. revue les sciences.
Plus d’knowledge:
Seungju Yu et al., Conception d’un conducteur de superionisation aux halogénures triples en régulant le désordre de l’ordre des cations, les sciences (2023). est ce que je : 10.1126/science.adg6591. www.science.org/doi/10.1126/science.adg6591
Fourni par l’Institut des Sciences Fondamentales
l. a. quotation: De nouvelles conceptions d’électrolytes à l’état solide pourraient bientôt révolutionner l’industrie des batteries (2 novembre 2023) Récupéré le 2 novembre 2023 sur
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