近日，中國科大馬騁教授團(tuán)隊公布了一項最新研究成果，即合成出固態(tài)復(fù)合物電極材料，有效解決了固態(tài)鋰電池中電極材料和固態(tài)電解質(zhì)接觸差的難題，大幅度優(yōu)化該電池的容量和倍率性能。此研究成果已發(fā)布到頂級學(xué)術(shù)期刊《Matter》刊登中。
據(jù)業(yè)內(nèi)人員表示，目前的液態(tài)鋰電池幾乎都存在低能量密度與較大安全隱患的問題，既不能滿足人們的實際需求，也不符合國家相關(guān)政策的要求。所以，固態(tài)鋰電池慢慢成為了部分國內(nèi)企業(yè)重點(diǎn)關(guān)注的領(lǐng)域之一。
由于電極材料與電解質(zhì)都是固體，所以二者之間的接觸并不能像固-液接觸那樣充分，進(jìn)而影響了固態(tài)鋰電池的電化學(xué)性能。為此，中國科大研究者經(jīng)過不斷的努力和探索，最終打破固態(tài)鋰電池續(xù)航短板局面。
馬騁通過對一種鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的固態(tài)電解質(zhì)中的雜質(zhì)相進(jìn)行原子級觀測，發(fā)現(xiàn)它們的原子在接口處能以相互外延的形式排布，并且雜質(zhì)相和高容量富鋰層狀物電極結(jié)構(gòu)相同。運(yùn)用觀察結(jié)果，研究者將成分和鈣鈦礦固態(tài)電解質(zhì)相同的非晶粉末在富鋰層狀物顆粒的表面做成結(jié)晶，成功地在新復(fù)合物電極中實現(xiàn)兩種固態(tài)材料間充分、緊密的接觸。該方法使得固-固復(fù)合物電極的倍率性能可以與固-液復(fù)合物電極相媲美。
另外，研究者們還發(fā)現(xiàn)這種外延的固-固接觸可以容忍很大的晶格錯配，因此他們提出的策略可適用于多種鈣鈦礦固態(tài)電解質(zhì)和層狀電極。
