Anode-less all-solid-state batteries: recent advances and future outlook

Lee, Nohjoon; Oh, Jihoon; Choi, Jang Wook

doi:10.1088/2752-5724/acb3e8

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“…A abordagem mais radical de baterias totalmente de estado sólido, sem ânodo, destaca-se como uma área de pesquisa em ascensão, oferecendo potencial para redução significativa do volume e custo das células. Embora ainda existam desafios a serem superados, tais como a segurança e a densidade energética, as versões sem ânodo atraem considerável atenção, destacando-se como uma possível direção futura para o setor de baterias (Lee;Oh;Choi, 2023).…”

Section: Introductionunclassified

Evolução Tecnológica Dos Veículos Elétricos

Barbosa dos Santos,

Nardi,

Teixeira

et al. 2024

p2p

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O transporte por meio de veículos a combustão interna é um dos grandes responsáveis pela emissão de CO2e, o que tem levado a eletrificação dos transportes. Nessa transição, baterias e sistemas de armazenamento desempenham papel fundamental, apresentando desafios significativos. Baterias de íons de lítio, embora tenham revolucionado o mercado de veículos elétricos, requerem avanços substanciais em desempenho, produção e custo. Ademais, há uma preocupação com a possível geração de grande volume de resíduos dessas baterias até 2040, exigindo estratégias de reutilização, reciclagem e eliminação segura. Neste contexto, este trabalho objetiva caracterizar o cenário das invenções no campo das baterias e sistemas de armazenamento para veículos elétricos por meio de um estudo prospectivo aplicado a documentos de patentes. Foram definidos 4 aspectos de interesse: evolução temporal das patentes, cobertura geográfica, principais depositantes/titulares, e segmentos tecnológicos. Como resultados seguem: (i) o crescimento considerável no desenvolvimento dessas tecnologias, com maior taxa de 2003 a 2010 e com pico significativo em 2022, sendo que a trajetória de crescimento se mantém; (ii) a cobertura geográfica evidencia a liderança incontestável da Ásia, em especial, a China, consolidando a influência asiática no cenário global; (iii) quanto aos principais depositantes, a sul coreana Hyundai Motor lidera, sendo que dentre as cinco empresas mais representativas, três são japonesas; e (iv) análise dos segmentos tecnológicos revela uma distribuição abrangente, com destaque para a subclasse Y02T, indicando um foco em tecnologias de mitigação de mudanças climáticas, seguida da subclasse B60L, que enfatiza avanços específicos nas tecnologias de propulsão para veículos elétricos.

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Section: Introductionunclassified

Evolução Tecnológica Dos Veículos Elétricos

Barbosa dos Santos,

Nardi,

Teixeira

et al. 2024

p2p

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“…1,2 Additionally, it can considerably reduce the cell volume required for anode stacks, thus providing a cost-effective and simplified fabrication process. 3 Consequently, this approach has been widely implemented in next-generation lithium-ion battery (LIB) systems, such as all-solid-state batteries (ASSBs) and lithium-metal batteries. [4][5][6] However, anode-less LIB systems suffer from significant capacity degradation during cycling, primarily due to the formation of Li dendrites caused by the absence of layers to host metallic Li deposits.…”

mentioning

confidence: 99%

Lithium–silver alloys in anode-less batteries: comparison in liquid- and solid-electrolytes

Lee,

Heo,

Kim

et al. 2024

Chem. Commun.

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Dual‐Seed Strategy for High‐Performance Anode‐Less All‐Solid‐State Batteries

Sohn,

Oh,

Lee

et al. 2024

Advanced Materials

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Interest in all‐solid‐state batteries (ASSBs), particularly the anode‐less type, has grown alongside the expansion of the electric vehicle (EV) market, because they offer advantages in terms of their energy density and manufacturing cost. However, in most anode‐less ASSBs, the anode is covered by a protective layer to ensure stable lithium (Li) deposition, thus requiring high temperatures to ensure adequate Li ion diffusion kinetics through the protective layer. This study proposes a dual‐seed protective layer consisting of silver (Ag) and zinc oxide (ZnO) nanoparticles for sulfide‐based anode‐less ASSBs. This dual‐seed‐based protective layer not only facilitates Li diffusion via multiple lithiation pathways over a wide range of potentials, but also enhances the mechanical stability of the anode interface through the in situ formation of a Ag–Zn alloy with high ductility. The capacity retention during full‐cell evaluation is 80.8% for 100 cycles when cycled at 1 mA cm−2 with 3 mAh cm−2 at room temperature. The dual‐seed approach provides useful insights into the design of multi‐seed concepts in which, from a mechanochemical perspective, various lithiophilic materials synergistically impact upon the anode‐less interface.

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Anode-less all-solid-state batteries: recent advances and future outlook

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Evolução Tecnológica Dos Veículos Elétricos

Evolução Tecnológica Dos Veículos Elétricos

Lithium–silver alloys in anode-less batteries: comparison in liquid- and solid-electrolytes

Dual‐Seed Strategy for High‐Performance Anode‐Less All‐Solid‐State Batteries

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