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中国新聞社、北京、8月2日（孫子発記者）記者は8月2日、中国科学院現代物理研究所から、同研究所の研究者らが広東省先端エネルギー科学研究所の関連チームと協力していることを知った。 and Technologyは、蘭州重イオン装置の研究に基づいて、イオントラック技術を使用したデンドライトフリーのリチウム金属アノード用のイオン管理膜を最近開発しました。これは、高性能リチウム金属電池の開発を促進し、安全性を解決するための新しいアイデアを提供します。高性能リチウム金属電池の問題。

多機能バッテリーセパレーターの設計と開発において重要な進歩をもたらしたこの論文は、最近、国際専門学術誌「Advanced Energy Materials」に掲載されました。

科学研究チームは、数あるリチウム電池の負極材料の中でも、理論比容量が最も高く、電気化学的電位が低いため、リチウム金属負極が引き続き注目されていると述べた。しかし、長期サイクル中、リチウム金属アノード内のリチウム樹枝状結晶の成長と体積膨張は、バッテリーの性能低下と重大な安全上の問題を引き起こし、さらなる商業的応用を妨げます。

近年、学術界はリチウムデンドライトの成長の問題を解決するために熱心に取り組んできました。研究の結果、リチウムイオンが均一に分布すると、リチウム金属アノードの表面にリチウムが均一に析出し、リチウム樹枝状結晶の成長が抑制されることがわかりました。必須のリチウム電池部品であるセパレータは、電池の正極と負極を隔離する機能があるだけでなく、リチウムイオンの分布と透過特性を効果的に制御することもできます。したがって、リチウムイオンの「分配」「ふるい分け」「加速」の機能を兼ね備えた多機能セパレーターを見つけることは、高性能リチウム金属電池の開発にとって非常に重要です。

この研究では、蘭州重イオン研究施設に基づいて、科学研究チームはイオン追跡技術と表面化学修飾プロセスを使用して、イオンの分布と透過特性を効果的に「管理」できるバッテリーセパレーターイオン管理膜を開発しました。イオン管理膜には、垂直に配置された均一な直径の負に帯電したナノチャネルがあり、イオン分配器および「リチウムイオンガイド」として機能し、リチウムイオン濃度の変動を低減し、リチウムイオンの選択的透過を実現します。

科学研究チームは、新しく開発したイオン管理膜は独自の構造と化学的特性を備えており、高いイオン伝導率と優れたリチウムイオン移動数を実現しながら、リチウム金属アノード表面のリチウムイオン濃度の変動を最小限に抑えることができると述べた。セパレータをリチウム/銅電池に使用すると、1 平方センチメートルあたり 0.5 ミリアンペアで 100 回サイクルでき、1 平方センチメートルあたり 1 ミリアンペアでクーロン効率が 96% を超え、リチウム/リチウム電池のサイクル寿命を延ばすことができます。 1200時間まで。リン酸鉄リチウム電池の場合、イオン管理膜の開発プロセスにより、1 グラムあたり 146 mAh の比容量を達成でき、1,000 サイクル後も 79.84% の容量を維持できます。 （以上）