慕尼黑工业大学研究人员开发出新型固态电池材料 电导率远超现有

    固态电池被视为未来储能领域的颠覆性技术。它们能够储存更多电量，而且由于不像如今的锂离子电池那样依赖易燃材料，因此更加安全。如今，慕尼黑工业大学(TUM)和TUMint.EnergyResearch的研究人员取得了一项重大突破，有望让这一未来更近一步。

    他们创造了一种由锂、锑和少量钪制成的新材料。这种材料使锂离子的移动速度比任何已知替代品快30%以上。这意味着其导电性将达到创纪录的水平，从而有望实现更快的充电速度和更高效的电池。

    在托马斯·F·法斯勒教授的带领下，该团队发现，将部分锂原子替换为钪原子会改变材料的结构。这会在导体材料的晶格中产生特定的间隙，即所谓的空位。这些间隙有助于锂离子更容易、更快地移动，从而创造了离子电导率的新世界纪录。

    由于测得的电导率远超现有材料，该团队与慕尼黑工业大学HubertGasteiger教授领导的技术电化学系主任合作，对结果进行了验证。共同作者、负责验证测试的TobiasKutsch表示：“由于该材料也导电，这带来了特殊的挑战，我们必须相应地调整测量方法。”

    ThomasF.Fässler教授在其无机化学系（重点研究新材料）实验室内。图片来源：WenzelSchuermann/TUM

    Fässler认为这种新材料潜力巨大：“我们的成果代表了基础研究的重大进展。通过加入少量钪，我们发现了一种新原理，可以作为其他元素组合的蓝图。虽然在这种材料真正应用于电池之前还需要进行许多测试，但我们对此持乐观态度。同时传导离子和电子的材料特别适合用作电极添加剂。由于其实际应用前景广阔，我们已经为我们的研发成果申请了专利。”除了更快的导电性外，这种材料还具有热稳定性，并且可以使用成熟的化学方法生产。

    研究人员甚至通过他们的工作发现了一类全新的物质，正如论文第一作者、慕尼黑工业大学能源研究中心的科学家姜静文所强调的那样：“我们的组合由锂锑组成，但同样的概念可以很容易地应用于锂磷体系。之前的纪录保持者依赖于锂硫，并且需要添加五种额外元素进行优化，而我们只需要钪作为额外成分。我们相信，我们的发现可能对增强各种其他材料的导电性具有更广泛的意义。”