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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Anode‐Less All‐Solid‐State Batteries Operating at Room Temperature and Low Pressure

Oh,

Choi,

Kim

et al. 2023

Advanced Energy Materials

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Anode‐less all‐solid‐state batteries (ASSBs) are being targeted for next‐generation electric mobility owing to their superior energy density and safety as well as the affordability of their materials. However, because of the anode‐less configuration, it is nontrivial to simultaneously operate the cell at room temperature and low pressure as a result of the sluggish reaction kinetics of lithium (de)plating and the formation of interfacial voids. This study overcomes these intrinsic challenges of anode‐less ASSBs by introducing a dual thin film consisting of a magnesium upper layer with a Ti3C2Tx MXene buffer layer underneath. The Mg layer enables reversible Li plating and stripping at room temperature by reacting with Li via a (de)alloying reaction with a low reaction barrier. The MXene buffer layer maintains the electrolyte‐electrode interface by inhibiting the formation of voids even at low pressure of 2 MPa owing to the high ductility of MXene. This study highlights the importance of a combined chemical and mechanical approach when designing anode‐less electrodes for practical adaptation for anode‐less ASSBs.

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From non-carbon host toward carbon-free lithium-sulfur batteries

Feng

Liu

2023

Nano Res.

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

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