中新社合肥4月11日電 (記者 吳蘭)“鋰離子電池是當前電化學(xué)儲能的主要形式，但存在諸多安全隱患，因此需要研發(fā)安全性高的全固態(tài)鋰電池體系，這其中的核心在于固態(tài)電解質(zhì)的開(kāi)發(fā)?！敝袊茖W(xué)技術(shù)大學(xué)姚宏斌教授11日介紹說(shuō)，經(jīng)過(guò)3年多科研攻關(guān)，其所在團隊與合作者設計開(kāi)發(fā)出一種全固態(tài)鋰電池所需的電解質(zhì)新家族。

據悉，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)姚宏斌課題組、李震宇課題組與浙江工業(yè)大學(xué)陶新永課題組合作，通過(guò)材料結構和界面精準設計開(kāi)發(fā)出鑭系金屬鹵化物基固態(tài)電解質(zhì)新家族。相關(guān)研究成果近日發(fā)表在國際權威學(xué)術(shù)期刊《自然》(Nature)上。

據介紹，該項研究得益于鑭系金屬元素的低電負性，以及金屬氯化物良好的耐氧化性和可變形性等，可實(shí)現無(wú)任何電極修飾且室溫可運行的全固態(tài)鋰金屬電池。這一電解質(zhì)新家族也突破了傳統固態(tài)電解質(zhì)框架結構設計，具有出色的可拓展性和穩定性。

“目前沒(méi)有成熟的全固態(tài)鋰金屬電池發(fā)布?！币瓯笳f(shuō)，因此開(kāi)發(fā)對鋰金屬負極穩定的新型快離子導體框架結構，一直是發(fā)展高比能全固態(tài)鋰金屬電池面臨的關(guān)鍵挑戰。

在研究中，科研人員發(fā)現鑭系金屬鹵化物晶格中氯離子呈非緊密堆積形式，天然存在豐富的一維大尺寸孔道，適合鋰離子的高速傳輸，并可通過(guò)鑭空位形成連續的三維傳導。

“全固態(tài)鋰金屬電池的核心是固態(tài)電解質(zhì)材料，理想型固態(tài)電解質(zhì)材料通過(guò)精準設計，因具有良好兼容性、穩定性等特點(diǎn)?！币瓯笳f(shuō)，鑒于此，科研人員優(yōu)化設計出一種全新的固態(tài)電解質(zhì)材料，實(shí)現鋰離子的快速傳導，并實(shí)現固態(tài)鋰金屬電池的穩定循環(huán)。

“下一步，通過(guò)人工智能學(xué)習，進(jìn)一步優(yōu)化更好的電解質(zhì)體系并適配到實(shí)際應用的電池中?！币瓯笃谕曜笥铱吹竭@一全新固態(tài)鋰金屬電池的產(chǎn)品。(完)