斯坦福大學發(fā)現(xiàn)一種新的固態(tài)鋰離子電解質(zhì)

斯坦福大學的科學家找到了一種新的固態(tài)鋰離子電解質(zhì)，預計這種電解質(zhì)有更高的離子電導率、更好的電化學穩(wěn)定性、更低的成本和質(zhì)量密度。由鋰、硼和硫制成的這種新材料可以提高電動汽車、筆記本電腦等設(shè)備的安全性和電化學性能。此研究論文發(fā)表在《Applied Materials & Interfaces》雜志上。

為了尋找可靠的固體電解質(zhì)，該研究論文的第一作者Sendek與同事在2016年開發(fā)了一種計算機程序，在12 000多種含鋰化合物材料數(shù)據(jù)庫中進行篩選。在數(shù)分鐘內(nèi)，找出了大約20種有前景的材料，其中包括由鋰、硼和硫構(gòu)成的4種鮮為人知的化合物。目前，研究人員利用密度泛函理論(模擬原子尺度上的材料行為)對這4種化合物進行了仔細研究。目前的研究結(jié)果表明，鋰-硼-硫電解質(zhì)的穩(wěn)定性大約是目前固態(tài)電解質(zhì)的兩倍。普通固態(tài)電解質(zhì)失效后，由鋰離子良導體轉(zhuǎn)變?yōu)椴涣紝w，導致電池報廢。該研究預測，當4種鋰-硼-硫化合物混合在一起時，即使他們發(fā)生分解也會繼續(xù)發(fā)揮作用；鋰-硼-硫電解質(zhì)的鋰離子電導率是目前離子電導率最高的含鍺固態(tài)電解質(zhì)的3倍。該含鍺固態(tài)電解質(zhì)是由稀有元素鍺制成，鍺的市場價格大約為500美元kg。鋰、硼和硫?qū)儆谄胀ɑ瘜W物質(zhì)，售價僅有26美元kg。斯坦福大學的發(fā)現(xiàn)為未來的研究提供了可能的方向。下一步是合成這4種鋰-硼-硫材料，并在電池中進行測試。

[靳愛民摘譯自 Green Car Congress，2020-09-28]