新しいリチウムイオン電池は、より安全で、より強く、より強力です

リチウムイオン電池（LIB） は、1850年代後半以降存在していた鉛蓄電池からの巨大な技術的進歩である。 低重量、高エネルギー密度、および使用されていないときの充電の遅れが遅いため、LIBはコンシューマエレクトロニクスにとって好ましい選択肢になっています。 コバルトカソードを有するリチウムイオン電池は、ニッケルベースの電池のエネルギーの2倍、鉛酸の4倍のエネルギーを保持する。 優れたコンシューマバッテリであるにもかかわらず、LIBにはまだいくつかの欠点があります。 現在の製造技術は、LIBの理論的なエネルギー密度限界に達しており、過熱により熱暴走に至り、すなわち「火炎で排気する」ことが深刻な懸案事項です。

新しい電池は、ハニカムのような構造で構成されたククルビット[6]ウリル（CB [6]）と呼ばれるカボチャ形状の分子から作られています。 この分子は非常に薄い1Dチャンネルを持っており、平均7.5Å（単一のリチウムイオンは0.76Å、つまり0.76×10-10m）しか通過しません。 多孔質CB [6]の物理的構造は、リチウムイオンが従来のLIBよりもより自由に拡散し、他の電池に見られるセパレータなしで存在することを可能にする。

試験では、多孔質CB [6]固体電解質は印象的なリチウムイオン伝導性を示した。 これを既存の電池電解液と比較するために、チームはリチウム転移数（tLi +）の測定値を使用した。これは既存の電解液の0.2〜0.5と比較して0.7〜0.8で記録された。 彼らはまた、LIBを出るための80℃の典型的な高温の窓をはるかに上回る、373K（99.85℃）までの極端な温度に電池をさらした。 試験では、電池を298K〜373K（24.85℃と99.85℃）の温度で4日間にわたってサイクルさせ、各サイクルの後に結果は熱暴走および導電率の変化をほとんど示さなかった。

様々な従来の液体電解質は、多孔質CB [6]骨格に組み込み、より安全な固体リチウム電解質に変換することができる。 さらに、電解液の使用は、LIBのみの使用に限定されず、リチウム空気電池が潜在的に実現可能である。 この新しい技術を最もエキサイティングにするのは、液体として開始するが合成後の改質または化学的処理を必要としない固体リチウム電解質を調製する新しい方法であるということである。

リチウムイオン電池