7 月 31 日消息,，采用不可燃無機固態(tài)電解質(zhì)的全固態(tài)鋰電池可以滿足對高安全性儲能系統(tǒng)日益增長的需求,。

全固態(tài)鋰電池通常采用包含了電極活性材料,、導(dǎo)電子和導(dǎo)離子助劑的復(fù)合電極,。不同組分之間在化學(xué),、電化學(xué)和力學(xué)等性能上難以完美匹配從而誘發(fā)多種界面問題,，嚴重惡化電池能量密度和使用壽命,。

對此,，中國科學(xué)院青島生物能源與過程研究所固態(tài)能源系統(tǒng)技術(shù)中心在崔光磊研究員帶領(lǐng)下,，由鞠江偉、崔龍飛,、張舒博士等開創(chuàng)性設(shè)計出了一種新的均質(zhì)化正極材料 —— Li1.75Ti2 ( Ge0.25P0.75S3.8Se0.2 ) 3,，兼具高離子電導(dǎo)率（0.2 mS cm?1）、高電子電導(dǎo)率（225 mS cm?1）和高放電比容量（250 mA h g?1）,。

與傳統(tǒng)材料相比,，這種材料具有高電導(dǎo)率、高能量密度,、長使用壽命等優(yōu)勢,，顛覆了全固態(tài)鋰電池復(fù)合正極的范式,，從根本上解決了上述難題，制備出兼具高能量密度和長循環(huán)壽命的全固態(tài)鋰電池,。

▲ 復(fù)合正極和均質(zhì)化正極在充電過程中微觀結(jié)構(gòu)演變示意圖

這一突破有望讓電子設(shè)備小型化,、長續(xù)航的夢想成為現(xiàn)實，相關(guān)研究成果已于 7 月 31 日發(fā)表在國際學(xué)術(shù)期刊《自然 — 能源》上（IT 之家附 DOI:10.1038/s41560-024-01596-6）,。

該材料的離子和電子電導(dǎo)率高于傳統(tǒng)層狀氧化物正極材料 1000 倍以上,，比容量超過目前的高鎳正極材料。同時,，該材料在充放電過程中僅發(fā)生 1.2% 的體積形變,，低于傳統(tǒng)層狀氧化物正極材料的 50%。

高的電導(dǎo)率可確保正極在不添加導(dǎo)電助劑的情況下正常充放電,，低的體積形變保證了電池在充放電過程中結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性,。以 100% 活性材料構(gòu)筑的全固態(tài)鋰電池在 5000 圈循環(huán)后保持初始容量的 80%，其 390 Wh/kg 的高能量密度是目前所報道長循環(huán)全固態(tài)鋰電池的 1.3 倍,。

官方指出，這項研究對開發(fā)高能量密度,、長使用壽命的儲能設(shè)備,，為新能源汽車、儲能電網(wǎng),、深海深空裝備等提供安全,、耐久的動力源提供了技術(shù)支撐，對開發(fā)新型儲能體系等具有重要意義,。