新エネルギー技術の急速な発展に伴い、固体電解質は、次世代バッテリー技術の重要な要素として、ますます注目を集めています。
酸化物固体電解質と硫化物固体電解質は、2つの主要な技術ルートとして、材料特性、調製技術、およびアプリケーションの見通しにおいて異なる利点を示しています。
01になります。 研削と分散プロセス
酸化物固体電解質、原料は材料の均一性と活性を改善するために湿式研削によって機械的に混合され精製されます。
例えば、NASICONの形のLATP酸化物固体電解質の製造において、溶媒がジルコニアタンクに添加され、ジルコニアミルが粉砕のために使用される。
粉砕後、スラリーを沈降によって分離して不純物を除去し、湿った酸化物電解質を得て、それを乾燥させて最終的な酸化物固体電解質を得る。
このプロセスは、電解質の安定した性能を確保するために、原料の純度と混合均一性に注意を払います。 硫化物の固体電解質である硫化物材料は、通常、空気中の酸素や水分と反応しないように、不活性ガス環境で粉砕する必要があります。
たとえば、Li6PS5CL (LPSL) 硫化物固体電解質の調製では、硫化リチウム、五硫化リン、塩化リチウムを一定の割合で混合し、機械的に粉砕します。 粉砕プロセス中に、原材料の化学結合が破壊され、原子レベルでの混合が達成され、イオン伝導率の高い硫化物固体電解質前駆体が生成されます。
このプロセスは、電解質の性能を改善するために原材料の保護と効率的な混合を強調しています。
02. 焼結プロセス
酸化物固体電解質の焼結プロセスは比較的簡単で、通常は高温で行われます。
例えば、LLZO型酸化物固体電解質の製造においては、従来の焼結方法を用いて混合物を高温で数時間保持し、高密度の固体構造を形成する。
近年、低温で短時間で高密度化を達成し、エネルギー消費を効果的に削減できる酸化物固体電解の調製には、放電プラズマ焼結 (SPS) などの追加の放射焼結方法も適用されています。
硫化物固体電解質の焼結プロセスは、その材料が揮発性で高温で分解し、空気中の酸素と反応しやすいため、比較的複雑です。
したがって、硫化物固体電解質の焼結は、通常、不活性ガス保護下で行われ、温度制御はより厳密である。
たとえば、LGPS硫化物固体電解質の調製では、高エネルギー粉砕後の低温焼結プロセスを使用して、焼結温度と時間を正確に制御することにより、高性能の硫化物固体電解質を取得します。
さらに、リチウム元素の揮発を抑制するために、研究者は硫化物固体電解質の性能をさらに最適化するための「反応性フラッシュ焼成」などの新しい焼結技術も開発しました。 新エネルギー技術の継続的な発展に伴い、これら2つの固体電解質の準備プロセスも、将来のバッテリー技術のより高い要件を満たすために最適化され革新的であり続けます。
