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利物浦大学发现可快速传导锂离子的固态电解质或开启可持续电池新方向

盖世汽车 Elisha 2024-02-20 18:47:36

核心提示：这种新材料由储量丰富的无毒元素构成，具有足够高的锂离子传导率，可以取代当前锂离子电池技术中的液体电解质，从而提高安全性和能量容量。

盖世汽车讯据外媒报道，利物浦大学（University of Liverpool）的研究人员发现了能够快速传导锂离子的固体材料。在为电动汽车和许多电子设备提供动力的可充电电池中，这些锂电解质是重要的组成部分。

（图片来源：利物浦大学）

这种新材料由储量丰富的无毒元素构成，具有足够高的锂离子传导率，可以取代当前锂离子电池技术中的液体电解质，从而提高安全性和能量容量。该跨学科研究团队利用变革性科学方法进行设计，在实验室中合成了这种材料，确定其结构（原子在空间中的排列），并在电池电芯中进行了演示。

这种新材料是极少数能够实现足够高的锂离子电导率以取代液体电解质的固体材料之一，并且受益于其结构而以新颖的方式运行。这项发现是通过计算和实验相结合的方法而实现的，该方法利用人工智能（AI）和基于物理的计算来支持该校化学专家做出的决策。

这提供了一个化学优化平台，可以进一步增强材料本身的性能，并根据该项研究提供的新颖见解来识别替代材料。利物浦大学化学系Matt Rosseinsky教授表示：“这项研究展示了一种新型功能性材料的设计和发现过程，而这种材料的结构改变了之前人们对高性能固态电解质的理解。具体来说，具有许多不同移动离子环境的固体可以发挥良好的作用，而不是仅限于离子环境范围非常狭窄的少数固体。这极大地打开了进一步发现的化学空间。最近的报告和媒体报道预示着，AI工具可以用来寻找潜在的新材料。”

在这些情况下，AI工具是独立工作的，因此很可能以各种方式重新创建它们所接受的训练，从而生成可能与已知材料非常相似的材料。相比之下，此项发现的研究论文表明，专家们筛集的人工智能和计算机可以解决现实世界中复杂的材料发现问题。在材料发现过程中，研究人员寻找成分和结构中有意义的差异，而这些差异对性能的影响是基于认知来评估的。

研究人员认为，这种颠覆性设计方法为发现这些以及其他依赖于固体中离子快速运动的高性能材料开辟了新途径。