高能量密度全固态电池的研究获突破

以锂金属为负极的全固态电池有发展潜力，可以解决传统锂离子电池能量密度不足的问题。到目前为止，由于锂离子迁移阻抗大，实际固态电池的应用一直受到限制，这主要是由于与锂金属接触的固体电解质不稳定所致。

来自日本东北大学和高能加速器研究机构的科学家们开发了一种新的复合氢化锂超离子导体，这种导体可以制造出迄今为止能量密度最高的全固态电池。研究人员表示，通过对氢团簇(复合阴离子)结构进行设计得到了这种新材料，在与锂金属接触时显示有很高的稳定性，锂有可能成为全固态电池的负极材料。这种与锂金属接触的新型固体电解质表现出高的离子传导性和高的稳定性，因此对于使用锂金属负极的全固态电池来说，这是一个真正的突破。

日本东北大学信一研究所的Sangryun Kim表示：预计这一发展不仅将激发今后寻找基于复合氢化物的锂超离子导体的努力，而且还将在固态电解质材料领域开辟一种新方向，由此可能引导人们开发出高能量密度的电化学设备。

大多数现有的固体电解质化学性质或电化学性质不稳定，并且(或)与锂金属的接触不良，不可避免地在界面上引起不必要的副反应。这些副反应增加了界面电阻，大大降低了电池在重复使用过程中的性能。过去采用锂合金和界面改性等策略的研究表明，由于锂金属负极本身与电解液间的热力学反应活性高，电池性能逐渐退化的过程很难解决。以锂金属为负极的主要挑战是固体电解质的高稳定性和高锂离子传导性。

Sangryun Kim还表示：由于与锂金属负极接触的电解质具有优异的化学和电化学稳定性，在解决与锂金属阳极相关问题方面，复合氢化物受到了很多关注。但由于较低的离子传导性，所以在实际电池中从未尝试使用复合氢化物作为电解质、锂金属作为负极。因此，我们非常乐观地预测，如果开发出在室温下制备锂的超离子导体复合氢化物的技术，就有可能以锂作为负极。