鋰離子電池也有缺點,發現全固態電池的新材料!
2021-02-24 天文物理風能或光伏等可再生能源是間歇性的，生產高峰並不一定跟隨需求高峰。因此，儲存綠色能源對於擺脫化石燃料至關重要。光伏電池和風力發電產生的能量被儲存起來，以備以後需要時使用。鋰離子技術是目前性能最好，基於電池的儲能技術。鋰離子電池用於小型電子產品(智慧型手機、筆記本電腦)，是電動汽車的最佳選擇。鋰離子電池有缺點嗎？例如鋰離子電池可能會因為製造問題起火，這在一定程度上是由於使用液體有機電解質的電流電池。
這些有機電解質是電池所必需的，但極易燃燒。解決方案？由易燃液體電解質轉變為固體電解質(即，轉向全固態電池)。這是一個非常困難的步驟，因為鋰離子在固體中比在液體中移動得慢。這種低機動性限制了電池的充放電性能。科學家們一直在尋找能夠製造全固態電池的材料。來自UCLouvain的科學家現在已經發現了這種物質，LiTi22(PS4)3，或LTPS。LTPS具有在固體中測量到的最高鋰擴散係數(鋰遷移率的直接測量)。LTPS的擴散係數遠遠高於任何已知物質，研究結果發表在《化學》上。
這種鋰的遷移率直接來自於獨特晶體結構(即，原子排列)的LTPS。這一機制為鋰離子導體領域開闢了新的前景，並超越了LTPS。為尋找具有類似擴散機制的新材料開闢了道路。需要對這種材料進行進一步的研究和改進，以使其將來能夠商業化。儘管如此，這一發現在理解具有極高鋰離子遷移率的材料方面邁出了重要一步，而未來的全固態電池最終需要這種材料。這些材料，包括LTPS，可以用於許多技術，從汽車到智慧型手機。包括全固態鋰離子電池在內的許多技術，都需要高離子導電的固態材料。
參考期刊《化學》
DOI: 10.1016/j.chempr.2019.07.001
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