中國(guó)粉體網(wǎng)訊  固態(tài)電池,，即電解質(zhì)由固體而不是液體材料組成的電池在未來(lái)的能源儲(chǔ)存應(yīng)用中具有巨大的潛力，但一直被影響其壽命的穩(wěn)定性問(wèn)題所困擾,。一個(gè)新的設(shè)計(jì)指出了這個(gè)問(wèn)題的新解決方案,，該團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了一種新型電極材料，在整個(gè)充電過(guò)程中保持其體積,，使電池能夠承受數(shù)百次循環(huán),。

用固態(tài)電池替代現(xiàn)在的鋰離子電池來(lái)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車(chē)或智能手機(jī)好處很多，使用時(shí)間長(zhǎng),，充電時(shí)間短,，然而，它們的穩(wěn)定性問(wèn)題與充電期間鋰離子進(jìn)出電池電極的運(yùn)動(dòng)有關(guān),，這導(dǎo)致它們膨脹和收縮,，最終改變了設(shè)備的化學(xué)性質(zhì)，隨著時(shí)間的推移容量下降明顯且壽命較短,。

一個(gè)國(guó)際科學(xué)家團(tuán)隊(duì)為這些電池設(shè)計(jì)了一種新的電極,，據(jù)稱(chēng)可以提供前所未有的穩(wěn)定性。該材料由鈦酸鋰和二氧化釩鋰構(gòu)成,，被研磨成納米級(jí)的顆粒,。作為電池電極，這種材料可以提供高容量,，并使鋰離子在充電和放電過(guò)程中可逆地加入和提取,。

這帶來(lái)了一種在運(yùn)行期間可以保持電池充放電容量不退化的電極材料，科學(xué)家們將其歸結(jié)為一種微妙的平衡行為,，當(dāng)鋰離子退出時(shí),，釩離子從其原來(lái)的位置遷移以填補(bǔ)這些空位。

領(lǐng)導(dǎo)這項(xiàng)研究的日本橫濱國(guó)立大學(xué)的Naoaki Yabuuchi教授說(shuō)："當(dāng)收縮和膨脹得到很好的平衡時(shí),，在電池充電或放電時(shí),，即在循環(huán)過(guò)程中，尺寸穩(wěn)定性得以保留,。預(yù)計(jì)通過(guò)進(jìn)一步優(yōu)化電解質(zhì)的化學(xué)成分,，可以開(kāi)發(fā)出一種真正的尺寸不變的材料--一種在電化學(xué)循環(huán)中保持其體積的材料",。

這種新型電極材料在固態(tài)電池單元中進(jìn)行了測(cè)試,，其表現(xiàn)令人印象深刻，具有300mAh/g的高容量,，也許最重要的是,，在400次充放電循環(huán)中完全沒(méi)有退化。

研究報(bào)告的作者Neeraj Sharma副教授說(shuō)："在400次循環(huán)中沒(méi)有容量衰減,，這清楚地表明,，與那些報(bào)告的帶有分層材料的傳統(tǒng)全固態(tài)電池相比，這種材料的性能更優(yōu)越。"

該團(tuán)隊(duì)計(jì)劃繼續(xù)完善該電解質(zhì),，以催生服務(wù)于電動(dòng)汽車(chē)所需的各種電池,，并使其具有更高的安全性和壽命。這可能意味著不僅僅是我們今天看到的電動(dòng)車(chē),，而是幫助迎來(lái)一個(gè)新的時(shí)代,，在這個(gè)時(shí)代里，電動(dòng)車(chē)的充電速度更快,，行駛的距離更遠(yuǎn),。

Yabuuchi說(shuō)："這一發(fā)現(xiàn)可以大幅降低電池成本。實(shí)用的高性能固態(tài)電池的發(fā)展也可以導(dǎo)致先進(jìn)電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)展,。例如,，在未來(lái)，可能有可能在短短五分鐘內(nèi)為電動(dòng)汽車(chē)完全充電",。

這項(xiàng)研究發(fā)表在《自然材料》雜志上,。

（中國(guó)粉體網(wǎng)編輯整理/長(zhǎng)安）

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