关注｜固态电池成本有望降低？研究人员开发高效多金属固态电解质

文：懂车帝原创 刘艺伟

[懂车帝原创 行业] 固态电池具有高能量密度以及安全性优势，但构成固态电池所使用的特定金属材料储量少且价格昂贵，这导致固态电池成本高居不下。不过，当前研究人员正加速研发新的电池设计方法，以推动高效且价格合理的固态电池落地。

图片来源：伯克利实验室

据外媒报道，劳伦斯伯克利国家实验室（Berkeley Lab）和佛罗里达州立大学（Florida State University）组成的研究小组日前在固态电池领域迎来新突破。

伯克利实验室材料科学部的研究人员表示：“新方案不必为了提高性能而增加成本，其设计了一种固体电解质，不再仅含有一种金属，而是一组价格较低的金属。”据介绍，这种电解质由不同的金属元素混合组成，导电性更强。

图片来源：伯克利实验室

在实验过程中，研究人员整合和测试若干锂离子和钠离子电池材料，同时使用多种混合金属。研究人员发现，这种新型多金属材料的表现好于预期，其离子导电性比单一金属材料快几个数量级。

另外，离子电导率是衡量锂离子传导电荷速度的指标。研究人员推断，将许多不同类型的金属混合在一起会产生新的通道，通过这些通道，锂离子可以快速穿过电解质。这就像在拥挤的公路上增设高速公路一样。

伯克利实验室材料科学部的研究人员表示：“如果没有这些通道，锂离子通过电解质从电池的一端移动到另一端时，将非常缓慢且有限。”为了验证多金属设计候选材料，研究人员在国家能源研究科学计算中心（NERSC）的超级计算机上，基于密度泛函理论进行了高级理论计算。

研究人员开发高效多金属固态电解质

值得关注的是，研究人员利用扫描透射电子显微镜（STEM）确认，每种电解质仅由一种类型材料构成，具有不同寻常的扭曲状态，因此其晶体结构中会出现新的离子传输途径。这一发现为设计下一代离子导体提供了新的机会。

据悉，下一步研究人员将利用这种新方法，进一步探索和发现新型固体电解质材料，以提高电池性能。