超高速充電リチウムイオンバッテリーの合理的な材料設計

充電式リチウムイオンバッテリー（LIB）は、消費者電子機器および新興の電動/ハイブリッド車両にとって重要な電気化学エネルギー貯蔵デバイスです。しかし、困難な課題の1つは、現在商業化されているLIBの少なくとも1桁（>10 C）以上のレート能力を持つ超高速充電LIBを開発することです。このチュートリアルレビューでは、材料の合理的設計による超高速充電LIBの最先端の進展を紹介します。まず、基本的な電気化学および関連するイオン/電子伝導理論が、LIBのレート能力は電極材料内の鈍い固体拡散プロセスによって運動的に制限されていることを特定します。その後、電極内のイオンおよび電子の導電性を最大化するための内因性材料、材料工学と加工、および電極材料アーキテクチャ設計のいくつかの側面が検討されます。最後に、超高速充電式LIBの未来のトレンドと展望が議論されます。この分野での継続的な急速な進展は、近い将来の大きな需要に応えるためにLIBに超高速充電能力を授けるために不可欠であり、緊急の課題です。