SPring8：電池硫的可視化！
-鋰硫電池的反應和劣化機理的研究進展-
住友橡膠
東北大學國際同步輻射研究中心，
理研，
同步輻射研究中心
使用世界首創的高精度測量技術，成功實現“鋰硫電池的可視化”。
“電池硫”的可視化：
通過應用這項技術，我們將闡明 LIB 反應/降解機制。
未來，該技術還將應用於輪胎研究，引領高性能輪胎的發展。
住友橡膠：
輪胎研究中培養的知識應用於LIB領域。
2011年，我們與國家先進工業科學技術研究院合作，一直在推動“鋰硫電池的研發”。
鋰硫電池：
鋰硫電池是
理論容量預計為LIB的6~7倍，且輕巧安全。
充放電循環壽命：
但是，“充放電循環壽命”是個問題。
為了提高循環壽命，需要高精度地測量含硫化合物。
大型同步輻射裝置：“SPring-8”
研究組
“可以使用具有均勻X射線波的柔和X射線的大型同步輻射設備”
使用“SPring-8”。
首次建立“嫩X射線納米鏡”。
有了這種測量技術，
成功實現了“納米級硫化合物的可視化”。
硫化合物的可視化：
計劃於 2024 年開始運行的下一代同步輻射裝置
“NanoTerasu”也將被使用。
我們將致力於“鋰硫電池工作環境下的測量”和“材料開發的早期商業化”。
回复
https://response.jp/article/2022/09/06/361444.html
確立以 50nm 的高分辨率捕捉硫的化學狀態的測量技術 -期待闡明鋰硫電池的反應和劣化機制-
http://www.tohoku.ac.jp/japanese/newimg/pressimg/tohokuuniv-press20220905_02web_sulfur.pdf
SPring8 : Visualisation du soufre pour les batteries !
-Avancement vers l’élucidation des mécanismes de réaction et de détérioration des batteries lithium-soufre-
Caoutchouc Sumitomo
Centre international de recherche sur le rayonnement synchrotron de l’Université de Tohoku,
RIKEN,
Centre de recherche sur le rayonnement synchrotron
A réussi la “visualisation des batteries lithium-soufre” en utilisant la première technologie de mesure de haute précision au monde.
Visualisation du “soufre de batterie”:
En appliquant cette technologie, nous allons élucider le mécanisme de réaction/dégradation du LIB.
À l’avenir, la technologie sera également appliquée à la recherche sur les pneus, menant au développement de pneus hautes performances.
Caoutchouc Sumitomo :
Les connaissances cultivées dans la recherche sur les pneus ont été appliquées au domaine du LIB.
En 2011, en collaboration avec l’Institut national des sciences et technologies industrielles avancées, nous avons promu « la recherche et le développement des batteries lithium-soufre ».
Batterie au lithium-soufre :
Les batteries au lithium-soufre sont
La capacité théorique devrait être de 6 à 7 fois supérieure à celle du LIB, et il est léger et sûr.
Durée de vie du cycle de charge/décharge :
Cependant, “la durée de vie du cycle de charge et de décharge” est un problème.
Afin d’améliorer la durée de vie du cycle, il est nécessaire de mesurer les composés soufrés avec une grande précision.
Grande installation de rayonnement synchrotron : “SPring-8”
Le groupe de recherche
“Installation de rayonnement synchrotron à grande échelle pouvant utiliser des rayons X tendres avec des ondes de rayons X uniformes”
Utilisé “SPring-8”.
Création du “nanoscope tendre à rayons X” pour la première fois.
Grâce à cette technologie de mesure,
Réussi à “visualiser les composés soufrés au niveau nano”.
Visualisation des composés soufrés :
Installation de rayonnement synchrotron de nouvelle génération dont la mise en service est prévue en 2024
“NanoTerasu” sera également utilisé.
Nous travaillerons sur “la mesure dans l’environnement de fonctionnement des batteries lithium-soufre” et “la commercialisation précoce du développement de matériaux”.
réponse
Mise en place d’une technologie de mesure qui capture l’état chimique du soufre avec une haute résolution de 50 nanomètres -Attentes pour l’élucidation du mécanisme de réaction et de détérioration des batteries lithium-soufre-
SPring8: Visualisierung von Schwefel für Batterien!
-Fortschritte zur Aufklärung von Reaktions- und Alterungsmechanismen von Lithium-Schwefel-Batterien-
Sumitomo-Gummi
Internationales Forschungszentrum für Synchrotronstrahlung der Universität Tohoku,
RIKEN,
Forschungszentrum für Synchrotronstrahlung
Erfolgreiche „Visualisierung von Lithium-Schwefel-Batterien“ mit der weltweit ersten hochpräzisen Messtechnik.
Visualisierung „Batterieschwefel“:
Durch Anwendung dieser Technologie werden wir den LIB-Reaktions-/Abbaumechanismus aufklären.
Künftig soll die Technologie auch in der Reifenforschung Anwendung finden und zur Entwicklung von Hochleistungsreifen führen.
Sumitomo-Gummi:
Das in der Reifenforschung kultivierte Wissen wurde auf das Gebiet der LIB übertragen.
2011 haben wir in Zusammenarbeit mit dem National Institute of Advanced Industrial Science and Technology die „Forschung und Entwicklung von Lithium-Schwefel-Batterien“ vorangetrieben.
Lithium-Schwefel-Batterie:
Lithium-Schwefel-Batterien sind
Die theoretische Kapazität wird voraussichtlich das 6- bis 7-fache der von LIB betragen, und es ist leicht und sicher.
Lebensdauer des Lade-/Entladezyklus:
Jedoch ist “die Zykluslebensdauer des Ladens und Entladens” ein Problem.
Um die Zykluslebensdauer zu verbessern, ist es notwendig, Schwefelverbindungen mit hoher Genauigkeit zu messen.
Große Synchrotronstrahlungsanlage: „SPring-8“
Die Forschungsgruppe
“Große Synchrotron-Strahlungsanlage, die zarte Röntgenstrahlen mit gleichmäßigen Röntgenwellen verwenden kann”
Verwendet “SPring-8”.
Etablierte erstmals das „Tender X-ray Nanoscope“.
Mit dieser Messtechnik
Erfolgreiche „Visualisierung von Schwefelverbindungen auf Nanoebene“.
Visualisierung von Schwefelverbindungen:
Synchrotronstrahlungsanlage der nächsten Generation soll 2024 in Betrieb gehen
Auch “NanoTerasu” wird zum Einsatz kommen.
Wir werden uns mit der „Messung unter der Betriebsumgebung von Lithium-Schwefel-Batterien“ und der „frühen Kommerzialisierung der Materialentwicklung“ befassen.
Antwort
Etablierung einer Messtechnik, die den chemischen Zustand von Schwefel mit einer hohen Auflösung von 50 Nanometern erfasst -Erwartungen zur Aufklärung des Reaktions- und Alterungsmechanismus von Lithium-Schwefel-Batterien-
Visualization of Sulfur Chemical State of Cathode Active Materials for Lithium–Sulfur Batteries by Tender X-ray Spectroscopic Ptychography
The Journal of Physical Chemistry
Abstract
Lithium–Sulfur batteries are rechargeable batteries
that have attracted much attention in recent years because of their large theoretical capacity and the low cost of sulfur.
However,
there is an obstacle to the development of cathode materials for practical use:
the reaction and degradation mechanisms during the charge–discharge process are not fully understood.
In this study, we demonstrated
the visualization of the sulfur chemical state of cathode active materials at a high spatial resolution using tender X-ray spectroscopic ptychography.
We measured the sulfurized poly(n-butyl methacrylate) (SPBMA) samples
in the form of particles and small pieces of cathode composites at the S K-edge (∼2.47 keV)
and successfully visualized the heterogeneous distribution of sulfur chemical state parameters and their trend changes by the charge/discharge processes in them.
We found that the distribution of sulfur chemical states in SPBMA particles
is heterogeneous and that traces of the discharge reaction exist near the particle surface.
We also found that the cathode composites accumulated sulfur oxides, possibly due to side reactions between sulfur and the electrolyte.