Prototype of solid-state Li-metal battery
The result's identifiers
Result code in IS VaVaI
<a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F70883521%3A28610%2F24%3A63579279" target="_blank" >RIV/70883521:28610/24:63579279 - isvavai.cz</a>
Result on the web
—
DOI - Digital Object Identifier
—
Alternative languages
Result language
čeština
Original language name
Prototyp solid-state Li-metal baterie
Original language description
Prototypem je jednovrstvý pouzdrový článek solid-state Li-metal baterie využívající monokrystalickou Li(Ni0.5Mn0.3Co0.2)O2 katodu (SC-NMC532) a Li-metal anodu. Volně stojící katoda SC-NMC532 byla připravena procesem míchání a válcování bez nebezpečných rozpouštědel. K přípravě katody (SC-NM532) byl použit polymerní krystalický elektrolyt sukcinonitrilu (SC). Změkčený elektrolyt s bakteriálním celulózovým filmem byl použit v pevné fázi jako separátor pro prevenci lithiového dendritu. Ke zvýšení hustoty energie byl použit velmi tenký Li-metal (6,5 um) na měděném sběrači proudu. Napětí článku může dosáhnout 4,2 V, čímž překračuje napětí lithium-železo fosfátové (LFP) polovodičové baterie při použití polyethylenoxidového (PEO) polymerního elektrolytu. Funkční baterie pracuje při pokojové teplotě v rozsahu rychlostí 0,1-0,5 C. Zachování kapacity přesahuje 85 % po 100 cyklech. Prototyp je zachován v Univerzitním institutu.
Czech name
Prototyp solid-state Li-metal baterie
Czech description
Prototypem je jednovrstvý pouzdrový článek solid-state Li-metal baterie využívající monokrystalickou Li(Ni0.5Mn0.3Co0.2)O2 katodu (SC-NMC532) a Li-metal anodu. Volně stojící katoda SC-NMC532 byla připravena procesem míchání a válcování bez nebezpečných rozpouštědel. K přípravě katody (SC-NM532) byl použit polymerní krystalický elektrolyt sukcinonitrilu (SC). Změkčený elektrolyt s bakteriálním celulózovým filmem byl použit v pevné fázi jako separátor pro prevenci lithiového dendritu. Ke zvýšení hustoty energie byl použit velmi tenký Li-metal (6,5 um) na měděném sběrači proudu. Napětí článku může dosáhnout 4,2 V, čímž překračuje napětí lithium-železo fosfátové (LFP) polovodičové baterie při použití polyethylenoxidového (PEO) polymerního elektrolytu. Funkční baterie pracuje při pokojové teplotě v rozsahu rychlostí 0,1-0,5 C. Zachování kapacity přesahuje 85 % po 100 cyklech. Prototyp je zachován v Univerzitním institutu.
Classification
Type
G<sub>prot</sub> - Prototype
CEP classification
—
OECD FORD branch
20501 - Materials engineering
Result continuities
Project
<a href="/en/project/TK03030157" target="_blank" >TK03030157: Next generation all-solid-state Li-ion batteries</a><br>
Continuities
P - Projekt vyzkumu a vyvoje financovany z verejnych zdroju (s odkazem do CEP)
Others
Publication year
2024
Confidentiality
S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů
Data specific for result type
Internal product ID
9/2024
Numerical identification
9/2024
Technical parameters
Rozměry (Š*D*V): 6,5 cm*9 cm*0,45 mm Provozní teplota: pokojová teplota Rozsah napětí: 3,0-4,2 V Kapacita: 70 mAh (0,2 C) Rozsah rychlosti nabíjení a vybíjení (C-rate): 0.1-0.5 C Hustota energie: 260 Wh/kg Cyklická životnost:> 85% po 100 cyklech
Economical parameters
Omezené potenciálové okno a nízká iontová vodivost polymerního elektrolytu PEO omezuje výkonnost solid-state baterií. Sukcinonitrilové polymerní krystalické elektrolyty jsou kompatibilní s vysokonapěťovými katodami, jako je SC-NMC532 a proto vykazují vysokou iontovou vodivost, což umožňuje fungování polovodičových baterií na bázi SiO2 při okolní teplotě. Plastifikovaný polymerní elektrolyt se separátorem z bakteriální celulózy může potlačit růst lithiových dendritů a zabránit interakci mezi sukcinonitrilem a Li-metal. Pro dosažení vysoké hustoty energie byl prototyp navržen s použitím velkého hmotnostního zatížení katody a tenké anody a elektrolytu. Energetická hustota vzorku může dosáhnout 260 Wh/kg na základě celkové hmotnosti elektrod a elektrolytu.
Application category by cost
—
Owner IČO
70883521
Owner name
Univerzita Tomáše Bati ve Zlíně
Owner country
CZ - CZECH REPUBLIC
Usage type
A - K využití výsledku jiným subjektem je vždy nutné nabytí licence
Licence fee requirement
A - Poskytovatel licence na výsledek požaduje licenční poplatek
Web page
—