固态电池有望“弯道超车”！新型电极材料兼具高容量和稳定性

来源：腾讯网　2022-12-15 15:46:53

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财联社上海12月15日讯（编辑黄君芝）众所周知，固态电池的电解质由固体材料而不是液体材料组成，这使其在未来的能量存储应用中具有巨大的潜力，不过这类电池还存在一些影响其寿命的稳定性问题丞待解决。

据报道，一项新的设计为这个问题提供了新的解决方案，一个国际科学家团队开发了一种新型电极材料，可在充电过程中保持稳定性，使电池能够承受数百次循环。

报道称，该团队为这类电池设计了一种新的电极，据称可以提供前所未有的稳定性。该材料由钛酸锂和二氧化钒锂构成，被研磨成纳米级的颗粒。作为电池电极，这种材料可以提供高容量，并使锂离子在充电和放电过程中双向流动。

这带来了一种在运行期间可以保持电池充放电容量不退化的电极材料，科学家们将其归结为一种微妙的平衡行为，当锂离子“离开”时，钒离子从其原来的位置迁移以填补这些空位。

领导这项研究的日本横滨国立大学的Naoaki Yabuuchi教授说，当收缩和膨胀得到很好的平衡时，在电池充电或放电时，也就是在循环过程中，稳定性得以保持。我们预计，通过进一步优化电解质的化学成分，可以开发出一种真正的稳定材料——一种在电化学循环中保持其体积的材料。

研究人员表示，这种新型电极材料已经在固态电池中进行了测试，表现令人印象深刻，具有300 mAh/g的高容量，也许最重要的是，在400次充放电循环中完全没有退化。这项研究成果已于近期发表在了《自然材料》杂志上。

研究作者Neeraj Sharma副教授说，“在400次循环中，容量没有衰减，这清楚地表明，与传统的全固态分层材料电池相比，这种材料的性能更优越。”

该团队计划继续完善该电解质，研发服务于电动汽车所需的各种电池，并使其具有更高的安全性和寿命。这可能意味着不仅仅是我们今天看到的电动车，而是帮助迎来一个新的时代，在这个时代里，电动车的充电速度更快，行驶的距离更远。

Yabuuchi还说，“这一发现可以大幅降低电池成本。开发实用的高性能固态电池也可以导致先进电动汽车的发展。例如，在未来，完全充满一辆电动汽车可能只需要5分钟。”

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