日本團隊研發(fā)出高導(dǎo)電性的固態(tài)電解質(zhì)
新華社東京7月23日電(記者錢錚)日本東京工業(yè)大學(xué)等機構(gòu)參與團隊近期在美國《科學(xué)》雜志上發(fā)表論文說,他們研發(fā)出一種高導(dǎo)電性的固態(tài)電解質(zhì)“鋰超離子導(dǎo)體”,并成功用這種新型電解質(zhì)使全固態(tài)鋰電池特性有了顯著提升。
東京工業(yè)大學(xué)近日發(fā)布公報說,在新研究中,研究團隊力爭同時達成多項提升鋰電池性能的目標(biāo),其中關(guān)鍵是開發(fā)出高導(dǎo)電性的固態(tài)電解質(zhì)材料。團隊以此前報告的固態(tài)導(dǎo)體鋰鍺磷硫化物為基礎(chǔ),嘗試最大限度發(fā)揮其離子導(dǎo)電性能。他們對鋰鍺磷硫化物進行了“高熵化”設(shè)計改進,開發(fā)出在室溫下離子電導(dǎo)率達32毫西門子/厘米的新材料。在零下50攝氏度至零上55攝氏度的溫度范圍內(nèi),新材料離子電導(dǎo)率為原鋰鍺磷硫化物導(dǎo)體的2.3至3.8倍。
公報說,以這種新材料作為固態(tài)電解質(zhì),研究人員制成了膜厚度達1毫米的鈷酸鋰正極,這種電極單位面積的容量可提升至迄今全固態(tài)電池最大值的1.8倍。
研究人員通過對新材料的晶體結(jié)構(gòu)分析發(fā)現(xiàn),這種新材料呈現(xiàn)復(fù)雜且非常不規(guī)則的元素分布。進一步研究這種元素分布對離子電導(dǎo)率的影響,結(jié)果顯示,新材料中鋰離子移動時的能量勢壘僅為原導(dǎo)體的一半,這是新材料離子電導(dǎo)率顯著升高的原因。
公報說,本項成果將為純電動汽車、智能電網(wǎng)等領(lǐng)域使用的下一代蓄電設(shè)備的研發(fā)帶來新方向。
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