科技日報訊(記者劉霞)德國慕尼克工業大學等機构的科學家研製出一種由鋰、銻、鈧構成的新型複合材料,其鋰離子傳導速率較現有資料提升逾30%,創下新紀錄。這一成果是固態電池領域的重要進展,相關論文發表於最新一期《先進能源材料》雜誌。
研究團隊通過用金屬鈧部分置換銻化鋰中的鋰原子,在晶體結構中精准構築了一種特殊間隙,即晶格空位。這些微觀通道如同為鋰離子鋪設的高速公路,使其遷移更加順暢迅捷。經其他研究團隊交叉驗證,新材料的鋰離子電導率遠超現有資料。
研究團隊表示,這種兼具優异離子/電子傳導能力的資料,堪稱電極添加劑的理想候選。儘管還需通過系列測試才能進入實際電池應用,但團隊充滿信心。而且,新材料不僅具備卓越的熱穩定性,還能通過成熟的工藝規模化製備,現時已進入專利申請階段。
值得注意的是,這種資料在設計時雖以鋰銻體系為載體,但其原理同樣適用於鋰磷等系統。此前保持紀錄的鋰硫資料需摻雜5種額外元素才能實現高性能,而新材料僅需添加鈧單質即可。這項基礎研究的突破,或將為提升各類功能資料的導電效能開闢新路徑。