最新研究結果已于近期發表在了《科學》雜志上。
韓國科學家在下一代固态電池領域取得了重大突破；他們創造了一種基于锆的锂金屬氯化物固态電池；這種電池比使用稀土金屬的電池便宜得多。
韓國基礎科學研究所（IBS）納米粒子研究中心 KANG Kisuk 教授領導的研究小組宣布，他們在下一代固态電池領域取得了重大突破。他們相信，新發現将使基于新型氯基固體電解質的電池成爲可能，這種電解質具有優異的離子導電性。
目前商用電池對液體電解質的依賴是一個迫切的問題，這導緻了易燃性和爆炸風險。因此，開發不可燃固體電解質對于推進固态電池技術至關重要。在全球向可持續交通轉變的過程中，随着世界各國加緊對内燃機汽車的監管，并擴大電動汽車的使用，這類問題愈發緊迫。
爲了使固态電池在日常使用中實用，開發具有高離子電導率、強大的化學和電化學穩定性以及機械靈活性的材料至關重要。雖然以前的研究成功地研發了硫化物和氧化物基固體電解質，它們具有高離子電導率，但這些材料并不能完全滿足所有基本要求。
過去，科學家們還探索了基于氯化物的固體電解質，以其優越的離子電導率，機械靈活性和高壓穩定性而聞名。這些特性使一些人推測，氯基電池是固态電池最有可能的候選者。然而，這些希望很快就破滅了，因爲氯化物電池被認爲是不切實際的，因爲它們嚴重依賴昂貴的稀土金屬，作爲電池的原材料之一。
爲了解決這些問題，IBS 研究小組研究了氯電解質中金屬離子的分布。他們認爲，三氯化物電解質的離子電導率之所以過低，是因爲其結構内金屬離子排列的變化。
他們首先在氯化锂钇（一種常見的氯化锂金屬化合物）上測試了這一理論。當金屬離子靠近锂離子的路徑時，靜電力會阻礙它們的運動。相反，如果金屬離子占比過低，锂離子的路徑就會變得太窄，阻礙它們的遷移。
在這些見解的基礎上，研究團隊引入了電解質的全新設計策略，以減輕這些沖突因素，最終開發出了具有高離子電導率的固體電解質。他們創造了一種基于锆的锂金屬氯化物固态電池，這種電池比使用稀土金屬的電池便宜得多。這是第一次證明金屬離子排列對材料離子電導率的重要性。
最新研究結果已于近期發表在了《科學》雜志上。
這項研究揭示了金屬離子分布在氯基固體電解質離子電導率中經常被忽視的作用。科學家們預計，新研究将爲各種氯基固體電解質的發展鋪平道路，并進一步推動固态電池的商業化，有望提高儲能的可負擔性和安全性。
該研究論文通訊作者 KANG Kisuk 表示：" 這種新發現的氯化物基固體電解質有望超越傳統硫化物和氧化物基固體電解質的局限性，使我們更接近固态電池的廣泛采用。"
