中国科学家研发超强固态电动汽车电池 离子导电率破记录

盖世汽车讯 据外媒报道，中国科学院（Chinese Academy of Sciences，CAS）大连化学物理研究所（Dalian Institute of Chemical Physics，DICP）研发了一种新型硫化物基固体电解质，其离子导电率达到了前所未有的水平。该项研究成果有望开启全固态锂离子电池（ASSB）的广泛商业化，从而加速研发更安全、性能更优的电池，以应用于电动汽车、便携式电子设备等领域。

全固态锂离子电池（图片来源：大连化学物理研究所）

全固态锂离子电池被视为下一代储能解决方案，与采用液态电解质的传统锂离子电池相比，具有更高的能量密度以及更优的安全性。不过，研究人员表示，由于目前尚缺乏同时具备高离子电导率和稳定界面特性的固态电解质（SSE），全固态锂离子电池的商业化进程仍面临诸多挑战。

实现创纪录的离子电导率

该研究团队采用一种独特的多阳离子掺杂及取代策略，制备了新型电解质Li20/3(GeSiSb)1/3S5I (LGSSSI)。此种创新方法显著降低了锂离子的迁移活化能至0.17 eV，从而实现了创纪录的离子导电率。

研究人员表示：“经过冷压处理后，LGSSSI电解质的离子导电率达12.7 mS/cm，在经热压处理之后，进一步提升至32.2 mS/cm。”此类结果大大超出了现有室温下离子导电率达10 mS/cm的行业标准，为开发具备宽温度适应性、高阴极负载能力以及长循环寿命的全固态锂离子电池奠定了基础。

优异的电池性能

研究人员表示：“在与LGSSSI电解质集成后，全固态锂离子电池在超高阴极质量负载（100 mg/cm2）以及宽温度范围（20°C至60°C）条件下实现了高循环稳定性。”这是一项重大进展，因为全固态锂离子电池在极端温度和高负载条件下一直存在性能受限的问题。

此外，LGSSSI电解质还表现出优异的界面兼容性，能够与LiNi0.8Mn0.1Co0.1O2、LiCoO2阴极、锂铟合金和硅碳复合阳极等多种常用阴极和阳极材料兼容。研究人员表示：“此类发现显著促进了固态电解质在高性能和宽温度范围全固态锂离子电池中的实际应用。”

固态电池研发所面临的挑战

科学家们正积极研发固态电池（SSB），此类电池被视为电动汽车行业内的革新技术，因为其能够提升能量存储密度、延长续航里程和使用寿命。因此，有关LGSSSI电解质的最新研发进展标志着科学家们在克服固态电解质商业化的主要障碍方面取得了关键性进展。