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日本東京工業(yè)大學(xué)等機(jī)構(gòu)參與團(tuán)隊(duì)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(bào)說，在新研究中，研究團(tuán)隊(duì)力爭同時(shí)達(dá)成多項(xiàng)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(tuán)隊(duì)以此前報(bào)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(jìn)行了“高熵化”設(shè)計(jì)改進(jìn)，開發(fā)出在室溫下離子電導(dǎo)率達(dá)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(bào)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(dá)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(jìn)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(shí)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(bào)說，本項(xiàng)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。

原標(biāo)題：日本團(tuán)隊(duì)研發(fā)出高導(dǎo)電性的固態(tài)電解質(zhì)