眾所周知，固態(tài)電池的電解質(zhì)由固體材料而不是液體材料組成，這使其在未來(lái)的能量存儲(chǔ)應(yīng)用中具有巨大的潛力，不過(guò)這類電池還存在一些影響其壽命的穩(wěn)定性問(wèn)題丞待解決。

據(jù)報(bào)道，一項(xiàng)新的設(shè)計(jì)為這個(gè)問(wèn)題提供了新的解決方案，一個(gè)國(guó)際科學(xué)家團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了一種新型電極材料，可在充電過(guò)程中保持穩(wěn)定性，使電池能夠承受數(shù)百次循環(huán)。

報(bào)道稱，該團(tuán)隊(duì)為這類電池設(shè)計(jì)了一種新的電極，據(jù)稱可以提供前所未有的穩(wěn)定性。

該材料由鈦酸鋰和二氧化釩鋰構(gòu)成，被研磨成納米級(jí)的顆粒。

作為電池電極，這種材料可以提供高容量，并使鋰離子在充電和放電過(guò)程中雙向流動(dòng)。

這帶來(lái)了一種在運(yùn)行期間可以保持電池充放電容量不退化的電極材料，科學(xué)家們將其歸結(jié)為一種微妙的平衡行為，當(dāng)鋰離子“離開(kāi)”時(shí)，釩離子從其原來(lái)的位置遷移以填補(bǔ)這些空位。

領(lǐng)導(dǎo)這項(xiàng)研究的日本橫濱國(guó)立大學(xué)的Naoaki Yabuuchi教授說(shuō)，當(dāng)收縮和膨脹得到很好的平衡時(shí)，在電池充電或放電時(shí)，也就是在循環(huán)過(guò)程中，穩(wěn)定性得以保持。

我們預(yù)計(jì)，通過(guò)進(jìn)一步優(yōu)化電解質(zhì)的化學(xué)成分，可以開(kāi)發(fā)出一種真正的穩(wěn)定材料——一種在電化學(xué)循環(huán)中保持其體積的材料。

研究人員表示，這種新型電極材料已經(jīng)在固態(tài)電池中進(jìn)行了測(cè)試，表現(xiàn)令人印象深刻，具有300 mAh/g的高容量，也許最重要的是，在400次充放電循環(huán)中完全沒(méi)有退化。

這項(xiàng)研究成果已于近期發(fā)表在了《自然材料》雜志上。

研究作者Neeraj Sharma副教授說(shuō)，“在400次循環(huán)中，容量沒(méi)有衰減，這清楚地表明，與傳統(tǒng)的全固態(tài)分層材料電池相比，這種材料的性能更優(yōu)越。”

該團(tuán)隊(duì)計(jì)劃繼續(xù)完善該電解質(zhì)，研發(fā)服務(wù)于電動(dòng)汽車所需的各種電池，并使其具有更高的安全性和壽命。

這可能意味著不僅僅是我們今天看到的電動(dòng)車，而是幫助迎來(lái)一個(gè)新的時(shí)代，在這個(gè)時(shí)代里，電動(dòng)車的充電速度更快，行駛的距離更遠(yuǎn)。

Yabuuchi還說(shuō)，“這一發(fā)現(xiàn)可以大幅降低電池成本。開(kāi)發(fā)實(shí)用的高性能固態(tài)電池也可以導(dǎo)致先進(jìn)電動(dòng)汽車的發(fā)展。例如，在未來(lái)，完全充滿一輛電動(dòng)汽車可能只需要5分鐘。”