盖世汽车讯 从电动汽车到无线耳机，传统的锂离子电池为日常生活提供动力，因为它们充电速度快，储存大量能量。然而，它们依赖于一种称为液体电解质的溶液，如果损坏或过热，这种溶液可能会着火。
据外媒报道，密苏里大学（University of Missouri）的助理教授Matthias Young和团队取得新进展，以研究如何使用固体电解质代替液体或凝胶来制造更安全、更节能的固态电池。相关研究论文发表在期刊《Advanced Energy Materials》。
图片来源：期刊《Advanced Energy Materials》
“当固体电解质接触阴极时，它会发生反应并形成一层厚度约为100纳米的界面层，约为一根头发的千分之一，”Young表示。“这一层阻碍了锂离子和电子的轻松移动，增加了电阻并损害了电池性能。”
十多年来，科学家们一直在努力理解固态电池的这个问题以及如何克服它。Young研究团队通过更好地了解根本原因解决了这个问题。
研究人员利用四维扫描透射电子显微镜（4D STEM）检查了电池的原子结构，而无需拆开电池，这是该领域的一项突破。这一新颖的工艺使研究人员能够从根本上了解电池内部发生的化学反应，最终确定中间层是罪魁祸首。
潜在的解决方案
Young的实验室专门研究通过气相沉积工艺（称为氧化分子层沉积（oMLD））形成的薄膜。现在，研究人员计划测试实验室的薄膜材料是否可以形成保护涂层，以防止固体电解质和阴极材料相互反应。
“涂层需要足够薄以防止反应，但不能太厚以至于阻碍锂离子流动，”Young表示。“我们的目标是保持固体电解质和阴极材料的高性能特性，将这些材料一起使用，而不会为了兼容性而牺牲它们的性能。”
这种在纳米级精心设计的方法将有助于确保这些材料无缝协作，使固态电池更接近现实。
这项研究的合著者包括密苏里大学的Nikhila C. Paranamana、Andreas Werbrouck、Amit K. Datta和Xiaoqing He。
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