Can the resistance be removed by heating? Japanese scientists break through key bottleneck all-solid-state battery is one step closer to application

Đã xuất bản: Jan 7, 2022 15:48
Can the resistance be removed by heating? Japanese scientists break key bottleneck all-solid-state battery is one step closer to application] with researchers at Tokyo Institute of Technology, Iron and Steel Institute (AIST) and Yamagata University launching a strategy to restore their low resistance, all-solid-state battery is now one step closer to becoming the next generation of main battery. They also explored potential reduction mechanisms, paving the way for a better understanding of the basic working principles of all-solid-state lithium batteries.

With researchers at the Tokyo Institute of Technology, the Iron and Steel Association (AIST) and Yamagata University launching a strategy to restore their low resistance, all-solid-state batteries are now one step closer to becoming the next generation of main batteries. They also explored potential reduction mechanisms, paving the way for a better understanding of the basic working principles of all-solid-state lithium batteries.

All-solid-state lithium battery has become a new craze in the field of material science and engineering, because traditional lithium-ion batteries can no longer meet advanced technical standards, such as electric vehicles requiring high energy density, fast charging and long cycle life. All-solid-state batteries use solid electrolytes instead of liquid electrolytes in traditional batteries, which not only meet these standards, but also can be fully charged in a short time, so it is relatively safer and more convenient.

However, solid electrolytes have their own challenges. The results show that there is a large resistance at the interface between the positive electrode and the solid electrolyte, and its source is not clear. In addition, when the electrode surface is exposed to air, the resistance increases, and the capacity and performance of the battery decrease. Although scientists have tried many ways to reduce the resistance, they have never been able to reduce the resistance to 10 Ω cm2, which is the interface resistance reported when it is not exposed to air.

Recently, a team of researchers from Japan may have finally found a way to solve these problems, which was published in the journal (ACS Applied Materials & Interfaces of the American Chemical Society Applied Materials and Interfaces. The team was able to identify strategies to effectively restore low interface resistance and reveal the mechanism of resistance reduction, providing valuable insights for the manufacture of high-performance all-solid-state batteries.

image

First, the team prepared a thin film battery consisting of a lithium negative electrode, a LiCoO2 positive electrode and a Li3PO4 solid electrolyte. Before completing the battery production, the team exposed the surface of LiCoO2 to air, nitrogen (N2), oxygen (O2), carbon dioxide (CO2), hydrogen (H2) and water vapor (H2O) for 30 minutes.

To their surprise, they found that the performance of batteries exposed to N2, O2, CO2 and H2 did not decline compared with unexposed batteries. Professor Hitosugi said, "only water vapor can strongly degrade the Li3PO4-LiCoO2 interface and significantly increase its resistance, which is more than 10 times higher than that of the unexposed interface."

image

The team then carried out a process called annealing, in which the sample was heat-treated in the form of a battery at 150 °C for an hour, depositing negative electrodes. Surprisingly, this reduces the resistance to 10.3 Ω cm2, which is comparable to that of an unexposed battery.

Through numerical simulations and cutting-edge measurements, the team then revealed that the reduction may be attributed to the spontaneous removal of protons from the LiCoO2 structure during annealing. "our research shows that protons in the LiCoO2 structure play an important role in the recovery process," the researchers said. We hope that the elucidation of these interface microscopic processes will help to expand the application potential of all-solid-state batteries. "

Tuyên bố về Nguồn Dữ liệu: Ngoại trừ thông tin công khai, tất cả dữ liệu khác được SMM xử lý dựa trên thông tin công khai, giao tiếp thị trường và dựa trên mô hình cơ sở dữ liệu nội bộ của SMM. Chúng chỉ mang tính chất tham khảo và không cấu thành khuyến nghị ra quyết định.

Để biết thêm thông tin hoặc có thắc mắc gì, vui lòng liên hệ: lemonzhao@smm.cn
Để biết thêm thông tin về cách truy cập báo cáo nghiên cứu, vui lòng liên hệ:service.en@smm.cn
Tin Liên Quan
Liti Sunfua Cấp Pin: Quý 4 Liệu Có Tăng Đột Biến?
18 giờ trước
Liti Sunfua Cấp Pin: Quý 4 Liệu Có Tăng Đột Biến?
Đọc thêm
Liti Sunfua Cấp Pin: Quý 4 Liệu Có Tăng Đột Biến?
Liti Sunfua Cấp Pin: Quý 4 Liệu Có Tăng Đột Biến?
Điểm chính cần lưu ý: Khả năng tăng đột biến trong quý 4 là không cao, nhưng chúng tôi kỳ vọng tăng trưởng vừa phải sẽ tiếp tục. Sản lượng hàng tháng có thể ổn định ở mức 9–10 tấn – tăng nhẹ so với quý 3, không phải là bước nhảy vọt.
18 giờ trước
Đánh giá tháng 8 về pin thể rắn: Ngành tăng tốc trên các tiêu chuẩn, vật liệu, dự án và vốn
1 Sep 2026 10:50
Đánh giá tháng 8 về pin thể rắn: Ngành tăng tốc trên các tiêu chuẩn, vật liệu, dự án và vốn
Đọc thêm
Đánh giá tháng 8 về pin thể rắn: Ngành tăng tốc trên các tiêu chuẩn, vật liệu, dự án và vốn
Đánh giá tháng 8 về pin thể rắn: Ngành tăng tốc trên các tiêu chuẩn, vật liệu, dự án và vốn
1 Sep 2026 10:50
Pin lai rắn-lỏng và pin thể rắn hoàn toàn của Gotion High-Tech – Đánh giá kết quả hoạt động công ty niêm yết nửa đầu năm 2026 (2)
31 Aug 2026 08:24
Pin lai rắn-lỏng và pin thể rắn hoàn toàn của Gotion High-Tech – Đánh giá kết quả hoạt động công ty niêm yết nửa đầu năm 2026 (2)
Đọc thêm
Pin lai rắn-lỏng và pin thể rắn hoàn toàn của Gotion High-Tech – Đánh giá kết quả hoạt động công ty niêm yết nửa đầu năm 2026 (2)
Pin lai rắn-lỏng và pin thể rắn hoàn toàn của Gotion High-Tech – Đánh giá kết quả hoạt động công ty niêm yết nửa đầu năm 2026 (2)
Pin thể rắn: Lợi nhuận ròng nửa đầu năm của Gotion High-Tech đạt 1,386 tỷ NDT, hoàn tất thiết kế dây chuyền sản xuất pin thể rắn — Ngày 25/8/2026, Gotion High-Tech (002074) công bố báo cáo bán niên 2026, cho biết pin lai rắn-lỏng “G-Yuan” đã được nâng cấp với hệ thống bảo vệ ba lớp giúp chuyển quản lý an toàn từ bảo vệ thụ động sang dự đoán rủi ro chủ động.
31 Aug 2026 08:24
Can the resistance be removed by heating? Japanese scientists break through key bottleneck all-solid-state battery is one step closer to application - Shanghai Metals Market (SMM)