液态盐可以大大提高高密度金属锂电池的效能

日本东京都大学（Tokyo Metropolitan University）的科学家针对困扰下一代锂金属电池的一个普遍问题，找到了一种很有前途的解决方案：用一种咸味液体来降低关键部件之间存在的阻力。其结果是一种稳定性大大提高的原型电池，为电池化学指明了一条充满希望的新途径，具有令人兴奋的潜力。

上图：科学家们发现，用离子液体掺杂正极材料可以填充结构空隙并改善与锂金属电池中固体电解质的接触。

锂金属电池被认为是能源存储领域一个非常令人兴奋的前景技术，因为纯锂金属提供了难以置信的高能量密度。因此，用它取代构成当今电池电极之一的石墨和铜，可以带来巨大的性能提升，例如，可以让智能手机运行几天，或电动汽车在每次充电后行驶更远。

然而，到目前为止，这些电池一直受到稳定性问题的困扰，科学家们正在努力克服这些问题，将液体组件换成固体组件。这种设计被称为固态电池，它将让携带电池电荷的锂离子穿过固体电解质材料而不是液体电解质材料。但这些电池也有它们的缺点，其中之一是固体电解质和电池电极之间的界面不稳定。

在这个关键点上，用替代材料和其他设计方法进行的试验，最近带来了一些有希望的进展，科学家们展示了一种可自我组装的保护层和一种类似黄油的糊状物，这是一种潜在的解决方案。东京都大学的研究小组通过生产一种用于固态锂金属电池的“准固态”电极来解决这个问题。

研究人员正在研究一种很有前途的固态电解质候选材料 LLZO，它与锂金属阳极的界面相对较好，但与常规阴极的界面会产生高电阻。新的想法是，通过加入一定量的室温离子液体，即液态的盐，来改善固体陶瓷电解液与阴极之间的接触，并降低电阻。

在锂钴氧化物负极中掺杂离子液体，填补了锂钴氧化物与固体电解质之间的界面上的微小空隙，这大大降低了任何阻力，促进了离子传输，因为离子液体也具有离子导电性。此外，与今天电池中使用的液体电解质不同，离子导电液体不挥发，通常不易燃。

采用这种新型准固态阴极的原型电池表现出了令人印象深刻的稳定性，在60°C（140°F）的高温下，在100次充放电循环中保持了80%的容量。要使这项技术成为商业现实，该团队还有很多工作要做，比如微调离子液体的组成以防止降解，但他们认为这项突破是追求固态锂金属电池的新途径的基础。

如果朋友们喜欢，敬请关注“知新了了”！