科學家發現固態鋰離子電池的新電解質，不易著火更安全

在尋找完美電池的過程中，科學家們有一個主要目標，那就是創造出可以儲存大量能量并安全使用的設備。然而，許多電池含有液體電解質，它們有的是易燃的。因此，由完全固態組件組成的固態鋰離子電池對科學家來說非常有吸引力。

近日，加拿大滑鐵盧大學的研究人員發現了一種具有幾個重要優勢的新型固體電解質。這種電解質由鋰、鈧、銦和氯組成，可以很好地傳導鋰離子，但傳導電子很差。

這種組合對于創建全固態電池至關重要，該電池在高壓（高于 4 伏）下超過一百個循環和在中間電壓下數千個循環都不會顯著失去容量。電解質的氯化物性質是其在 4 伏以上工作條件下穩定性的關鍵—這意味著它適用于構成當今鋰離子電池支柱的典型陰極材料。

研究作者Linda Nazar說：“固態電解質的主要吸引力在于它不會著火，并且可以有效地放置在電池中，我們很高興展示了穩定的高壓操作。”

他表示，當前的固態電解質主要集中在硫化物上，而硫化物在 2.5 伏以上時會氧化和降解。因此，它們需要在工作電壓高于 4 伏的陰極材料周圍加入絕緣涂層，但這會削弱電子和鋰離子從電解質移動到陰極的能力。

但是，新研究的氯化物電解質變得越來越有吸引力，因為它們只在高電壓下氧化，有些與我們擁有的最好的陰極化學相容。

該研究論文題為“High areal capacity, long cycle life 4 V ceramic all-solid-state Li-ion batteries enabled by chloride solid electrolytes”，已發表在Nature Energy上。

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論文原文：https://www.nature.com/articles/s41560-021-00952-0

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標簽： 鋰離子電池