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金屬復(fù)合材料鋰離子傳導(dǎo)速度創(chuàng)紀(jì)錄
2025年05月17日 10:30:00
來源：化工儀器網(wǎng) 點(diǎn)擊量：400
德國慕尼黑工業(yè)大學(xué)等機(jī)構(gòu)的科學(xué)家研制出一種由鋰、銻、鈧構(gòu)成的新型復(fù)合材料，其鋰離子傳導(dǎo)速率較現(xiàn)有材料提升逾30%，創(chuàng)下新紀(jì)錄。
近日，德國慕尼黑工業(yè)大學(xué)等機(jī)構(gòu)的科學(xué)家成功研制出一種由鋰、銻、鈧構(gòu)成的新型復(fù)合材料，其在鋰離子傳導(dǎo)速度方面創(chuàng)造了令人矚目的新紀(jì)錄，較現(xiàn)有材料提升逾30%。這一成果是固態(tài)電池領(lǐng)域的重要進(jìn)展，有望進(jìn)一步推動(dòng)能源存儲(chǔ)領(lǐng)域的革新。相關(guān)論文發(fā)表于最新一期《先進(jìn)能源材料》雜志。
金屬復(fù)合材料一直以來都是科學(xué)研究的熱點(diǎn)之一，其獨(dú)特的性能組合使得它們在眾多領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。而在能源領(lǐng)域，鋰離子的傳導(dǎo)速度更是關(guān)乎著電池性能等關(guān)鍵問題。此次研究的金屬復(fù)合材料，在鋰離子傳導(dǎo)方面展現(xiàn)出了優(yōu)秀的性能。
研究過程中，科研團(tuán)隊(duì)通過用金屬鈧部分置換銻化鋰中的鋰原子，在晶體結(jié)構(gòu)中精準(zhǔn)構(gòu)筑了一種特殊間隙，即晶格空位。這些微觀通道如同為鋰離子鋪設(shè)的高速公路，使其遷移更加順暢迅捷。經(jīng)其他研究團(tuán)隊(duì)交叉驗(yàn)證，新材料的鋰離子電導(dǎo)率遠(yuǎn)超現(xiàn)有材料。
科研團(tuán)隊(duì)表示，這種兼具優(yōu)異離子/電子傳導(dǎo)能力的材料，堪稱電極添加劑的理想候選。盡管還需通過系列測試才能進(jìn)入實(shí)際電池應(yīng)用，但團(tuán)隊(duì)充滿信心。而且，新材料不僅具備卓越的熱穩(wěn)定性，還能通過成熟的工藝規(guī)模化制備，目前已進(jìn)入專利申請階段。
值得注意的是，這種材料在設(shè)計(jì)時(shí)雖以鋰銻體系為載體，但其原理同樣適用于鋰磷等系統(tǒng)。此前保持紀(jì)錄的鋰硫材料需摻雜5種額外元素才能實(shí)現(xiàn)高性能，而新材料僅需添加鈧單質(zhì)即可。這項(xiàng)基礎(chǔ)研究的突破，或?qū)樘嵘黝惞δ懿牧系膶?dǎo)電性能開辟新路徑。
這一成果的取得，對于鋰離子電池行業(yè)的發(fā)展具有重大意義。它將為眾多電子產(chǎn)品提供更有力的支持。在能源存儲(chǔ)領(lǐng)域，也將推動(dòng)大規(guī)模儲(chǔ)能系統(tǒng)的發(fā)展，提高能源利用效率，促進(jìn)可再生能源的廣泛應(yīng)用。
素材來源：科技日報(bào)
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