东京都立大学开发出固态锂金属电池的新型准固态阴极 可显著降低界面电阻

据国外媒体报道，东京都市大学的研究人员开发出了一种用于固体锂金属电池的新型准固体阴极，可以显著降低阴极和固体电解质之间的界面电阻。通过添加离子液体，改性后的阴极可以与电解液保持良好的接触，使用该阴极的原型电池也表现出良好的容量保持能力。虽然寻找最佳的离子液体仍然具有挑战性，但这一想法为固体锂电池的实际应用提供了新的发展方向。

图片来源:东京都大学

锂离子电池广泛应用于日常智能手机、笔记本电脑、电动工具和电动汽车。但是随着寻找更高能量密度的更好解决方案，科学家们不断转向固体锂金属电池。锂金属电池比锂离子电池具有更高的能量密度，因此被视为电池、车辆和大规模电网电源的未来。

然而，由于技术问题，固体锂金属电池无法用于要求苛刻的应用领域。一个主要问题是电极和固体电解质之间的界面设计。锂离子电池中的电解液通常为液体，极易燃烧，存在安全隐患。因此，科学家们寄希望于固体电解质，但固体电解质很难实现电极与固体电解质的良好接触。每一面的表面粗糙度都会导致高界面电阻，从而影响电池的性能。目前，一些研究集中在固体电解质的设计上，但阴极的设计仍是一个未解决的问题。

由东京城市大学的伊藤·金村教授领导的一个小组一直在研究新的方法，以改善固体锂金属电池中阳极和固体电解质之间的接触。最近，研究团队成功制造了一种含有室温离子液体的准固态钴酸锂(LiCoO2)阳极。离子液体由正离子和负离子组成，也可以传输离子。重要的是，离子液体可以填充阴极/固体电解质界面的任何微小间隙。随着间隙被填充，界面电阻显著降低。

离子液体不仅离子导电，而且几乎不挥发，通常不可燃。此外，这种液体对形成阴极的浆料几乎没有影响，并且几乎不影响制造过程。该团队展示了一种由准固体阴极和固体“石榴石”电解质制成的原型电池。电池表现出良好的充电性能，60°c充放电100次后容量保持率为80%。此外，进一步的研究还揭示了最佳离子液体含量为11wt%。

目前还存在问题，比如找到一种不易降解的离子液体。然而，该团队的新发现可以促进固体锂金属电池的研究，并具有商业化的潜力。据国外媒体报道，东京都市大学的研究人员开发出了一种用于固体锂金属电池的新型准固体阴极，可以显著降低阴极和固体电解质之间的界面电阻。通过添加离子液体，改性后的阴极可以与电解液保持良好的接触，使用该阴极的原型电池也表现出良好的容量保持能力。虽然寻找最佳的离子液体仍然具有挑战性，但这一想法为固体锂电池的实际应用提供了新的发展方向。

图片来源:东京都大学

锂离子电池广泛应用于日常智能手机、笔记本电脑、电动工具和电动汽车。但是随着寻找更高能量密度的更好解决方案，科学家们不断转向固体锂金属电池。锂金属电池比锂离子电池具有更高的能量密度，因此被视为电池、车辆和大规模电网电源的未来。

然而，由于技术问题，固体锂金属电池无法用于要求苛刻的应用领域。一个主要问题是电极和固体电解质之间的界面设计。锂离子电池中的电解液通常为液体，极易燃烧，存在安全隐患。因此，科学家们寄希望于固体电解质，但固体电解质很难实现电极与固体电极之间的良好接触……奥利特。每一面的表面粗糙度都会导致高界面电阻，从而影响电池的性能。目前，一些研究集中在固体电解质的设计上，但阴极的设计仍是一个未解决的问题。

由东京城市大学的伊藤·金村教授领导的一个小组一直在研究新的方法，以改善固体锂金属电池中阳极和固体电解质之间的接触。最近，研究团队成功制造了一种含有室温离子液体的准固态钴酸锂(LiCoO2)阳极。离子液体由正离子和负离子组成，也可以传输离子。重要的是，离子液体可以填充阴极/固体电解质界面的任何微小间隙。随着间隙被填充，界面电阻显著降低。

离子液体不仅离子导电，而且几乎不挥发，通常不可燃。此外，这种液体对形成阴极的浆料几乎没有影响，并且几乎不影响制造过程。该团队展示了一种由准固体阴极和固体“石榴石”电解质制成的原型电池。电池表现出良好的充电性能，60°c充放电100次后容量保持率为80%。此外，进一步的研究还揭示了最佳离子液体含量为11wt%。

目前还存在问题，比如找到一种不易降解的离子液体。然而，该团队的新发现可以促进固体锂金属电池的研究，并具有商业化的潜力。

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