固形状態のリチウム金属バッテリーの性能に対するトライボエレクトリックナノ発生因子によるパルス充電の影響

ソリッドステートリチウム金属バッテリー（SSLMBS）は、非水性液体電解質でリチウムイオン電池が直面している安全性の問題を効果的に解決できるため、新しい技術です。ただし、SSLMBSのリチウム樹状突起問題は、穀物の境界と欠陥のサイトで依然​​として発生する可能性があります。効果的な充電手順により、リチウム樹状突起、特にパルス充電モードの成長を抑制できることが報告されています。この作業では、SSLMBSは、垂直の接触分離トライボレクトナノジェネレーター（TENG）によって請求されました。SSLMBSのリチウム樹状突起の成長に対するパルス電流の効果が研究されています。リチウムイオンは、一定電流電荷と比較してパルス電流の断続期間中に均一に拡散できることがわかっているため、樹状突起リチウムの成長速度はパルス電流によって効果的に阻害されます。同時に、Tengの頻度が低いほど、リチウム樹状突起の成長速度が遅いことがわかります。この作業は、耐久性のあるSSLMBに適切な充電方法を設計するためのガイドラインを提供します。

Solid-state lithium metal batteries (SSLMBs) are an emerging technology because they can effectively solve the safety problem facing the lithium-ion batteries with nonaqueous liquid electrolyte. However, the lithium dendrite problem in SSLMBs can still occur at the sites of grain boundaries and defects. It is reported that effective charge procedures enable to suppress the growth of lithium dendrite, especially the pulse charging mode. In this work, SSLMBs were charged by a vertical contact-separation triboelectric nanogenerator (TENG). The effects of the pulse current on the lithium dendrite growth of SSLMBs are studied. It is found that the lithium ions can diffuse uniformly during the intermittent period of the pulse current compared to the constant current charge, so the growth rate of the lithium dendrites is effectively inhibited by the pulse current. At the same time, it is found that the lower the frequency of TENG is, the slower the growth rate of lithium dendrites is. This work provides a guideline for designing an appropriate charging method for durable SSLMBs.