固態(tài)電池研究新成果：準(zhǔn)固態(tài)漿料可使電流密度提高10倍

2020年4月6日發(fā)表在化學(xué)及材料學(xué)科領(lǐng)域國(guó)際頂級(jí)期刊Advanced Functional Materials（先進(jìn)功能材料）的一項(xiàng)研究表明，固態(tài)電池層涂有類似黃油狀的材料可以使電池更穩(wěn)定、電流密度提高十倍。此項(xiàng)研究是由瑞典查爾姆斯理工大學(xué)、丹麥技術(shù)大學(xué)、西安交通大學(xué)以及國(guó)防科技大學(xué)四家大學(xué)的研究人員聯(lián)手完成的。

類似于黃油的材料并非是什么乳制品，而是離子液體電解質(zhì)和LAGP（Li1.5Al0.5Ge1.5（PO4）3）納米粒子的結(jié)合體，將其放置在由NASICON制成的固體電解質(zhì)和鋰金屬陽(yáng)極之間時(shí)，就會(huì)發(fā)生上述魔力。其中，NASICON是鈉（Na）超離子導(dǎo)體的首字母縮寫，因其電導(dǎo)率可以與液體電解質(zhì)的電導(dǎo)率相媲美，是固態(tài)電池最有希望的固體電解質(zhì)之一。

NASICON的最大問題是，它與鋰金屬陽(yáng)極的配合效果不佳。當(dāng)他們直接接觸時(shí)，會(huì)形成化學(xué)上不穩(wěn)定狀態(tài)。因此，四家大學(xué)的研究人員聯(lián)手開發(fā)了這一可擴(kuò)展中間夾層。為了便于理解，研究人員將固態(tài)電池與非常干的三明治進(jìn)行了比較。像蛋黃醬一樣，準(zhǔn)固態(tài)漿料為元素帶來(lái)了和諧，并使它們保持在一起，從而使固態(tài)電池更穩(wěn)定。不僅如此，漿料還將電流密度提高了10倍，這對(duì)于快速充電或放電非常有用。漿料的另一個(gè)積極作用是，它可以防止在高溫（300oC）下熱失控。

研究人員唯一明顯的擔(dān)憂是離子液體會(huì)使這些固態(tài)電池的生產(chǎn)成本更高。來(lái)自查爾姆斯理工大學(xué)的物理系教授亞歷山大·馬蒂奇（Aleksandar Matic）預(yù)言，這種固態(tài)電池有望在5年后進(jìn)入市售環(huán)節(jié)。