바카라 커뮤니티 [Nakabachi Ryoji 회장] (이하 "AIST")고급 제조 프로세스 연구 부서[연구 부서 이사 Awano Masanobu] Nagai Hideaki, Kataoka Kunimitsu 최고 연구원과 연구 그룹의 책임자 인 Akimoto Junji는 다음과 같습니다리튬 이온 보조 스피드 바카라₂ti₁₂O₂₅(이하 "HTO"라고합니다)

이 기술은 HTO 합성을위한 원료 인 Titanate 나트륨을 사용합니다₂ti₃O₇HTO의 산화물 중량 당 분말 입자 크기 제어충전/배출 용량약 250mAh/g로 증가 할 수 있습니다 이는 입자 크기 제어없이 HTO를 사용할 때 225mAh/g를 초과합니다 또한, 기존 제조 공정의 간단한 개선으로 용량이 증가했습니다속도 특성| 전기 자동차 및 하이브리드 자동차와 같은 전기 자동차의 리튬 이온 2 차 스피드 바카라의 용량이 높고 저렴한 비용으로 이어질 것으로 예상됩니다

이 기술에 대한 자세한 내용은 2014 년 1 월 29 일부터 31 일까지 도쿄 빅 시력 (도쿄 코토 쿠)에서 열리는 13 번째 국제 나노 기술 일반 전시회 및 기술 컨퍼런스 (Nano Tech2014)에서 발표됩니다

입자 크기가 제어되는 HTO, 입자 크기가 제어되지 않은 HTO, 전류 음성 전극 재료리튬 티타 네이트li4ti5O12에 대한 충전/배출 곡선 비교 (카운터 폴 : 금속 리튬, 전류 밀도 : 10 ma/g)

최근에는 대형 리튬 이온 2 차 스피드 바카라가 차량 및 고정식 전원에 사용하기 위해 주목을 받고 있습니다 이러한 응용 분야에서 스피드 바카라의 입력/출력 특성;에너지 밀도개선뿐만 아니라 안전을 보장하고 수명을 높이고 비용을 줄이는 것이 중요합니다 음성 전극에 산화물 기반 재료를 사용하여 리튬 이온 2 차 스피드 바카라가 예상됩니다 그러나, 현재 음성 전극 재료 인 리튬 티탄 (Li₄ti₅O₁₂)는 산화물 중량 당 175mAh/g의 낮은 전하/방전 용량이 낮으므로 리튬 티탄과 유사한 전압 및 200 mAh/g 이상의 높은 용량을 갖는 산화물 음성 전극 재료가 필요합니다

AIST는 지금까지 저온 합성 과정 중 하나였습니다소프트 화학 합성 방법그리고 그들의 구조 및 물리적 특성 평가 이 중 우리는 Ishihara Sangyo Co, Ltd (2010 년 10 월 25 일에 AIST 언론의 애니메이션) 그 이후로, 우리는 용량을 더욱 증가시키고 HTO의 입력/출력 특성을 개선하기 위해 입자 크기 제어 기술 및 제조 공정의 연구 개발에 대해 노력해 왔습니다

이 기술은 소프트 화학 합성 방법을 사용하여 화학 조성을 변화시키면서 원료의 골격 구조의 특성을 유지합니다 Na₂ti₃O₇분말의 입자 형태가 최종 생성물의 입자 형태 인 HTO에 강하게 반영된다는 사실을 이용합니다 먼저, 우리는 기존 제조 공정에 쉽게 통합 할 수있는 입자 크기 제어 기술 인 그라인딩 기술을 사용합니다₂ti₃O₇분말의 입자 크기 제어 (평균 입자 크기 약 2 µm) 입자 크기가 제어 된 Na₂ti₃O₇골격 구조 (평균 입자 크기 약 02 µm)를 안정화시키기위한 분말의 단단한 처리 및 60 ° C에서 HTO에서 산성 처리, 사전 단계 HTO의 재료₂ti₃O₇그 후, 입자 크기를 갖는 HTO는 약 200-300 ℃로 가열함으로써 생성 될 수있다 도 1은 입자 크기가 제어 된 HTO의 충전/방전주기 특성을 보여준다 실온에서, 첫 번째 사이클의 전하 용량은 307 mAh/g이고 249 mAh/g의 배출 용량은 81%였지만, 전하/방전 효율은 244 mAh/g 였고, 5주기에서 243 mAh/g의 배출 용량이 거의 100%의 전하/배출 특성을 관찰 하였다

그림 1 입자 크기가 제어되는 HTO의 전하-차지 사이클 특성 (온도 : 25 ° C, 카운터 전극 : 리튬 금속, 전류 밀도 : 10 ma/g)

이 제어 된 입자 크기의 전하/배출 용량은 결정 구조 분석에서 파생 된 HTO의 이론적 용량 (274 mAh/g)의 약 90%이며, 화학적으로 삽입되고 버림받은 리튬의 양과 약 256 mAh/g)와 거의 동일하므로 HTO의 잠재력은 엘리치 크기를 제어함으로써 엘리치 화 될 수 있다고 생각된다

또한, 근거리 전극 조성물 (83% 활성 재료, 10% 전도성 보조제, 7% 바인더)을 갖는 전극이 25 ℃에서 생성되고 평가 될 때1 시간 (1C)에 해당하는 220 ma/g의 전류 밀도 200 mAh/g 이상의 전하/방전 용량으로 유지되었다 (도 2) 또한,도 1에 도시 된 바와 같이 3, 속도 특성은 입자 크기 제어에 의해 개선되었다 예를 들어, 충전 속도가 1C 인 경우, 속도는 입자 크기 제어없이 164 mAh/g 였지만 입자 크기 제어로 인해 210 mAh/g 및 200 mAh/g를 초과했습니다 결과적으로, 이번에 개발 된 입자 크기 제어 기술은 HTO의 전하 및 방전 용량 및 속도 특성을 향상시켰다

그림 2 : 프로토 타입 전극을 사용한 충전/배출 곡선 (온도 : 25 ° C, 카운터 전극 : 리튬 금속, 전류 밀도 : 220 ma/g) 충전 및 배출 측정 시작은 용량으로 표시됩니다

그림 3 프로토 타입 전극을 사용한 충전 속도 특성 (온도 : 25 ° C, 카운터 전극 : 리튬 금속, 배출 : 02 C, 220 mAh/g로 계산 된 용량)

앞으로, 우리는 HTO 개발과 협력하여 대량 생산 기술을 수립하고 스피드 바카라 제조업체 및 기타 산업에 샘플을 제공 할 준비를하기 위해 Ishihara Sangyo Co, Ltd와 협력 할 것입니다

◆ 리튬 이온 2 차 스피드 바카라

이 2 차 스피드 바카라는 리튬 전이 금속 산화물로 구성되어 있으며 리튬 코발 테이트와 같은 리튬 코발 테이트, 음성 전극 재료로서의 흑연 탄소 재료 및 비 재평성 전해질로 구성되며 현재 사용되는 모든 2 차 스피드 바카라의 가장 높은 작동 전압 (3-4 V)이 있습니다 리튬 이온이 충전 중에 양의 전극에서 음극으로 이동하고 방전 동안 음의 전극에서 양극 전극으로 이동할 때 스피드 바카라로 작동합니다 그것은 1990 년대 초에 실질적으로 사용되었으며, 스피드 바카라 부피 또는 무게 당 추출 할 수있는 에너지 (에너지 밀도)의 양이 다른 보조 스피드 바카라보다 훨씬 크기 때문에 휴대폰 및 랩톱과 같은 모바일 장치의 스피드 바카라로 널리 사용됩니다[참조로 돌아 가기]

◆ 충전 및 배출 용량

2 차 스피드 바카라를 충전하거나 방전 할 때 (MAH 또는 AH로 표시) 저장 및 추출 할 수있는 전기량 양의 및 음성 전극 재료는 물질의 중량 당 전하/방전 용량으로 MAH/G 또는 AH/KG로 표현된다 이 값이 높을수록 성능이 좋아집니다 리튬 이온 2 차 스피드 바카라의 음의 전극 재료에서, 충전 용량 및 방전 용량은 가역적으로 삽입되고 음성 전극 재료로 분리 될 수있는 리튬의 양에 해당한다[참조로 돌아 가기]

◆ 속도 특성

스피드 바카라 특성 충전 및 배출 중 현재 값이 스피드 바카라 용량에 대한 상대 비율 (속도)으로 표시되는 경우 이는 각 스피드 바카라의 특성을보다 쉽게 ​​비교할 수 있도록 평가 방법이며 스피드 바카라가 높은 속도로도 충분한 성능을 제공 할 수 있습니다[참조로 돌아 가기]

◆ 리튬 티타 네이트

스피넬 형 크리스탈 구조가 사용되고 Li [li_1/3ti_5/3] O₄이 화학 조성의 두더지 당 하나의 리튬을 삽입하고 제거 할 수 있습니다 그것은 약 155V의 잠재적 평평한 부분을 가지며, 산화물 중량 당 175 mAh/g의 용량으로 가역적으로 하전 및 배출되므로 높은 잠재적 음성 전극 재료로서의 관심을 끌고 있습니다 한편, 구성 요소로 포함 된 리튬은 결정 구조를 구성하는 데 필수적이지만 충전 및 배출에 기여하지는 않는다[참조로 돌아 가기]

◆ 에너지 밀도

스피드 바카라에서 추출 할 수있는 에너지의 양은 전압 (v) 및 용량 (AH)의 산물로 표현됩니다 부피 에너지 밀도 (WH/L)는 단위 부피에 따라 표현되며 중량 에너지 밀도 (wh/kg)는 단위 중량에 따라 표현됩니다 이 값이 높을수록 성능이 좋아집니다[참조로 돌아 가기]

◆ 소프트 화학 합성 방법

이것은 무기 화합물을 합성하는 방법 중 하나이며, 원료 화합물의 골격 구조의 특성을 유지하면서 화학 조성을 변화시키는 합성 방법입니다 따라서, 기존의 합성 방법에 의해 안정적으로 존재할 수없는 화합물을 합성 할 수있다 주로 알칼리성 전이 금속 산화물에 적용될 수 있습니다 정상적인 무기 합성은 약 1000 ° C 정도의 고온에서 수행되지만 500 ° C 미만의 온화한 온도 조건에서 합성되었으며 1980 년대부터 "연질 화학"으로 알려졌습니다 고온 합성을 통해 얻을 수없는 결정 구조로 물질을 합성 할 수 있으므로 새로운 기능성 세라믹을 설계하고 개발하는 효과적인 방법입니다[참조로 돌아 가기]

◆ 1 시간 (1C)

배출 동안 또는 배출 값에 대한 충전 동안 전류의 상대적 크기를 표현할 때 사용되는 단위, 예 : 속도 특성과 같은 참조로서 특정 용량을 갖는 스피드 바카라의 현재 값은 1 시간 내에 배출 완료 전압 또는 충전 완료 전압에 도달합니다 (1C)로 설정됩니다[참조로 돌아 가기]