中國科學(xué)報2024年2月29日報道，英國利物浦大學(xué)科研團(tuán)隊開發(fā)出一種能快速傳導(dǎo)鋰離子的固體電解質(zhì)材料，具有足夠高的鋰離子電導(dǎo)率，可以取代目前鋰離子電池技術(shù)中的液體電解質(zhì)，從而提高鋰電池的安全性和能量密度。相關(guān)研究成果于2024年2月15日發(fā)表在《科學(xué)》雜志上。

電動汽車和許多電子設(shè)備都需要使用可充電鋰電池供電，但其液體電解質(zhì)是鋰離子電池在安全性方面出現(xiàn)短板的最核心因素。

相對而言，在很多類型的應(yīng)用環(huán)境中，固體也可以提供良好的離子環(huán)境，使鋰離子快速傳導(dǎo)。

近年來，很多材料科學(xué)家正在使用人工智能工具設(shè)計和發(fā)現(xiàn)新材料，以解決凈零排放等全球關(guān)注的問題。

利物浦大學(xué)化學(xué)系、材料創(chuàng)新工廠、勒沃胡姆功能材料設(shè)計研究中心、斯蒂芬森可再生能源研究所、阿爾伯特·克魯中心和工程學(xué)院組成的跨學(xué)科團(tuán)隊，共同開發(fā)了這種適合作為電解質(zhì)的固體材料。

該材料由無毒且高豐度的元素組成，室溫下鋰離子電導(dǎo)率高達(dá)1.01（4）×10-2西門子/厘米，同時還具有低電子電導(dǎo)率和與鋰金屬陽極的兼容性，是目前極少數(shù)可以取代液體電解質(zhì)的固體材料之一。

利物浦大學(xué)化學(xué)系教授Matt Rosseinsky介紹，由于新材料結(jié)構(gòu)特殊，它能以不同于液體電解質(zhì)的方式工作，性能比那些只能為離子提供狹窄空間的固體更優(yōu)異，其結(jié)構(gòu)改變了以前對高性能固態(tài)電解質(zhì)的理解。

科研團(tuán)隊在實驗室中合成了這種材料，確定其原子排列結(jié)構(gòu)，并揭示了鋰離子傳輸機(jī)制。

該研究使用了創(chuàng)新性設(shè)計方法，為其他依賴離子在固體中快速傳輸?shù)母咝阅懿牧咸峁┝艘粭l新途徑。

研究人員表示，后續(xù)研究將通過人工智能尋求成分、結(jié)構(gòu)對性能有意義的差異，以進(jìn)一步提高材料本身的性能，并根據(jù)研究提供的新理解發(fā)現(xiàn)其他新材料。

（來源：中國科學(xué)報）