斯坦福大学发现一种新的固态锂离子电解质

斯坦福大学的科学家找到了一种新的固态锂离子电解质，预计这种电解质有更高的离子电导率、更好的电化学稳定性、更低的成本和质量密度。由锂、硼和硫制成的这种新材料可以提高电动汽车、笔记本电脑等设备的安全性和电化学性能。此研究论文发表在《Applied Materials & Interfaces》杂志上。

为了寻找可靠的固体电解质，该研究论文的第一作者Sendek与同事在2016年开发了一种计算机程序，在12 000多种含锂化合物材料数据库中进行筛选。在数分钟内，找出了大约20种有前景的材料，其中包括由锂、硼和硫构成的4种鲜为人知的化合物。目前，研究人员利用密度泛函理论(模拟原子尺度上的材料行为)对这4种化合物进行了仔细研究。目前的研究结果表明，锂-硼-硫电解质的稳定性大约是目前固态电解质的两倍。普通固态电解质失效后，由锂离子良导体转变为不良导体，导致电池报废。该研究预测，当4种锂-硼-硫化合物混合在一起时，即使他们发生分解也会继续发挥作用；锂-硼-硫电解质的锂离子电导率是目前离子电导率最高的含锗固态电解质的3倍。该含锗固态电解质是由稀有元素锗制成，锗的市场价格大约为500美元kg。锂、硼和硫属于普通化学物质，售价仅有26美元kg。斯坦福大学的发现为未来的研究提供了可能的方向。下一步是合成这4种锂-硼-硫材料，并在电池中进行测试。

[靳爱民摘译自 Green Car Congress，2020-09-28]