科学家发现固态锂离子电池的新电解质
新型电池材料为全固态电池的发展提供了希望。在寻找完美电池的过程中，科学家们有两个主要目标：创造一种大容量且安全使用的设备。许多电池含有液体电解质，它们可能是易燃的。因此，固态锂离子电池对科学家来说越来越有吸引力。固态电解质的主要吸引力在于它不会着火，并且可以有效地放置在电池中。
固态电解质的当前迭代主要集中在硫化物上，硫化物在 2.5 伏以上时会氧化和降解。因此，它们需要在工作电压高于 4 伏的阴极材料周围加入绝缘涂层，这会削弱电子和锂离子从电解质移动到阴极的能力。
加拿大滑铁卢大学的研究人员是总部位于美国能源部 (DOE) 阿贡国家实验室的储能研究联合中心 (JCESR) 的成员，他们发现了一种具有几个重要优势的新型固体电解质。
这种由锂、钪、铟和氯组成的电解质可以很好地传导锂离子，但传导电子很差。这种组合对于创建全固态电池至关重要，该电池在高压（高于 4 伏）下超过一百个循环和在中间电压下数千个循环都不会显着失去容量。电解质的氯化物性质是其在 4 伏以上工作条件下稳定性的关键——这意味着它适用于构成当今锂离子电池支柱的典型阴极材料。获 取 更多前沿科技 研究 进展访问：https://byteclicks.com
虽然该研究团队并不是第一个设计氯化物电解质的团队，但根据他们之前的工作，将一半的铟换成钪的决定被证明是在更低的电子和更高的离子电导率方面的赢家。
离子电导率的一个化学关键在于材料的纵横交错的3D结构，称为尖晶石。研究人员必须尽可能多地在尖晶石上装载带电荷的离子，但也要让离子通过的位置保持开放。理想的情况是尖晶石结构中的一半位点被锂占据，而另一半保持开放，但要创造这种情况很难设计。
除了锂具有良好的离子导电性外，研究团队还需要确保电子不能轻易地穿过电解质以在高压下触发其分解。
目前尚不清楚为什么电子电导率低于许多先前报道的氯化物电解质，但它有助于在正极材料和固体电解质之间建立干净的界面。
研究成果发表在 Nature Energy 网络版上。
该研究由美国能源部科学办公室、基础能源科学办公室资助，并得到加拿大国家科学和工程研究委员会的一些支持。
此处所示的氯基电解质为固态锂离子电池提供了改进的性能。
