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德国科学家研制出由锂、锑、钪构成的新型复合材料,其锂离子传导速率较现有材料提升逾30%,创下固态电池领域新纪录。新材料兼具优异离子/电子传导能力,有望为提升功能材料导电性能开辟新路径。

德国慕尼黑工业大学等机构的科学家成功研制出一种新型复合材料,该材料由锂、锑、钪构成,其锂离子传导速率较现有材料提升超过30%,创下固态电池领域的新纪录。这一重要进展的相关论文已发表于最新一期的《先进能源材料》杂志。

研究团队通过创新性地用金属钪部分置换锑化锂中的锂原子,在晶体结构中精准地构筑了一种特殊的间隙——晶格空位。这些微观通道为锂离子提供了如同高速公路般的迁移路径,使其迁移更为顺畅迅速。经过其他研究团队的交叉验证,该新材料的锂离子电导率远超当前主流材料。

研究团队表示,这种新型材料兼具出色的离子和电子传导能力,是电极添加剂的理想选择。尽管仍需通过一系列严格测试才能应用于实际电池中,但研究团队对此充满信心。此外,新材料不仅具备卓越的热稳定性,还能通过成熟的工艺实现规模化制备,目前正处于专利申请阶段。

值得一提的是,尽管该材料在设计时以锂锑体系为载体,但其原理同样适用于锂磷等其他系统。之前保持纪录的锂硫材料需要掺杂5种额外元素才能达到高性能,而新材料仅需添加钪单质即可。这一基础研究的重大突破,有望为提升各类功能材料的导电性能开辟全新的路径。

(文章来源:科技日报)