研究人員已經(jīng)開發(fā)出一種提高鋰離子電池效率的新方法。通過生長立方晶體層，科學(xué)家們在電池的電極之間形成了一個薄而致密的連接層。這項由Nobuyuki Zettsu教授和Teshima Katsuya教授領(lǐng)導(dǎo)的研究。作者在科學(xué)報告中發(fā)表了他們的結(jié)果。

“由于液體電解質(zhì)的某些固有特性，例如低的鋰傳輸數(shù)，固/液界面的復(fù)雜反應(yīng)以及熱不穩(wěn)定性，在任何當前的電化學(xué)裝置中都不可能同時獲得高能量和功率， 》的第一作者Nobuyuki Zettsu說。

鋰離子電池可充電，可為手機，筆記本電腦，電動工具等設(shè)備供電，甚至為電網(wǎng)存儲電能。它們對溫度通量特別敏感，已知會引起火災(zāi)甚至爆炸。針對液體電解質(zhì)的問題，科學(xué)家們正在努力開發(fā)出一種更好的無液體全固態(tài)電池。

Zettsu說：“盡管全固態(tài)電池具有預(yù)期的優(yōu)勢，但必須改善其功率特性和能量密度，才能將其應(yīng)用于遠程電動汽車等技術(shù)中。” “全固態(tài)電池的低倍率能力和低能量密度部分是由于缺乏合適的固-固異質(zhì)界面形成技術(shù)，與液體電解質(zhì)系統(tǒng)相比，該技術(shù)具有較高的標志性電導(dǎo)率。”

Zettsu和他的團隊在用作溶劑(助熔劑)的熔融LiOH中生長了石榴石型氧化物固體電解質(zhì)晶體，該晶體在電極生長時將其粘結(jié)成固態(tài)。已知一種可以立方生長的特定晶體化合物，研究人員可以控制該層的厚度和連接面積，該層充當陶瓷隔板。

Zettsu寫道：“電子顯微鏡觀察表明，表面被清晰界定的多面體晶體密集覆蓋。每個晶體都與相鄰的晶體相連。”

Zettsu還說，當將電解質(zhì)層堆疊在電極層上時，新生長的晶體層可能是理想的陶瓷隔板。

Zettsu寫道：“我們相信我們的方法對界面處的副反應(yīng)具有抵抗力，可能會導(dǎo)致生產(chǎn)出具有薄而致密的界面的理想陶瓷隔板。”他指出，在此特定實驗中使用的陶瓷太厚，無法使用在固體電池中。“但是，只要電極層可以做得薄至100微米，堆疊層就可以用作固體電池。”

一百微米約為人發(fā)的寬度，略小于當代鋰離子電池中標準電極層厚度的兩倍。Zettsu表示：“全固態(tài)電池有望成為儲能設(shè)備的候選者。”他指出，研究人員與私人公司之間已經(jīng)進行了數(shù)次合作，其最終目標是在2020年奧運會上展示全固態(tài)電池樣品。東京。

Zettsu和其他研究人員計劃在2022年之前制造出用于電動汽車和可穿戴設(shè)備的原型電池。