東京工業(yè)大學(xué)近日發(fā)布公報(bào)說(shuō)，在新研究中，研究團(tuán)隊(duì)力爭(zhēng)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(kāi)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(duì)鋰鍺磷硫化物進(jìn)行了“高熵化”設(shè)計(jì)改進(jìn)，開(kāi)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(shuō)，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(guò)對(duì)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(duì)離子電導(dǎo)率的影響，結(jié)果顯示，新材料中鋰離子移動(dòng)時(shí)的能量勢(shì)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。
2012年6月14日，在日本東京，人們觀看豐田公司展示的游樂(lè)場(chǎng)專用電動(dòng)車。新華社記者馬平攝
公報(bào)說(shuō)，本項(xiàng)成果將為純電動(dòng)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(lái)新方向。
