使用正电极材料制造耐用的固态电池

电动汽车通常被视为用更环保的替代品代替传统汽车的最佳选择。但是，几乎可以肯定，电动汽车和其他电动汽车将由锂离子电池提供动力，锂离子电池目前尚未以可承受的价格提供所需的性能和耐用性。

另一方面，固态电池（SSB）在近年来寻求替代方案的学者中广受欢迎。与传统的锂离子电池不同，锂离子电池具有液体电解质，锂离子在充电/放电过程中移动，SSB完全由固体材料组成。欧洲杯足球竞彩

除了操作安全性的显着增加（由于这些电池刺穿时不会排出有毒液体），SSB的充电速度也可以明显更快。

但是，直到最近，SSB中的一个未解决的问题才限制了其耐用性。当将锂离子引入电池电极或从电池电极中撤回时，材料的结晶结构会变化，从而导致电极扩展或收缩；这些重复的体积波动会损害电极与固体电解质之间的接触，并在电极的晶体化学中产生不可逆的异常。

由Naoaki Yabuuchi教授领导的科学家团队横滨国立大学在日本，在这种背景下，在SSB中探索了一种具有显着稳定性的新型阳性电极材料。澳大利亚UNSW悉尼的Neeraj Sharma副教授和日本利布特克的Takuhiro Miyuki博士合作进行了这项研究，该研究发表在该研究中自然材料欧洲杯足球竞彩。

研究小组专注于李_8/7ti_2/7v_4/7o₂，由最佳量钛酸锂组成的二元系统（Li₂TIO₃）和二氧化锂锂（利沃₂）。当球将球填充到纳米级范围内可接受的粒径时，由于可以在电荷/放电过程中可以反复撤回的大量锂离子，因此该材料可提供高容量。

李_8/7ti_2/7v_4/7o₂具有独特的属性，将其与其他正电极材料区分开：充满电和放电时的体积大致相同。欧洲杯足球竞彩研究人员调查了这种特征的来源，得出的结论是，这是在引入锂离子或从晶体中撤回的两个不同过程之间微妙平衡的结果。

一方面，消除锂离子（称为“界限”）增加了晶体的自由体积，从而使其收缩。另一方面，一些钒离子从其初始位置移至锂离子留下的空缺，在此过程中获得了更高的氧化态。这导致与氧气的排斥相互作用，从而导致晶格扩展。

当收缩和膨胀良好平衡时，在电池充电或放电时（即在循环过程中）保持尺寸稳定性。我们预计，可以通过进一步优化电解质的化学成分来开发一种真正具有尺寸不变的材料（在电化学循环时保留其体积的材料）。

Naoaki Yabuuchi，横滨国立大学教授

通过将其与合适的固体电解质和负电极混合，在全纤维状细胞中测试了这种新的阳性电极材料。该单元的容量为300 mA.h/g，在400次充电/放电周期后无降解。

与使用分层材料的常规全稳态细胞相比，缺乏超过400个周期的容量褪色清楚地表明，该材料的表现出色。欧洲杯足球竞彩这一发现可以大大降低电池成本。实用高性能固态电池的开发也可能导致高级电动汽车的发展。

UNSW悉尼副教授Neeraj Sharma

很快就可以通过改善尺寸不变的电极材料来制作适合电动汽车的电池。欧洲杯足球竞彩

长寿和高性能固态电池的发展将解决电动汽车的一些问题。例如，将来可能会在短短五分钟内为电动汽车充电。

Naoaki Yabuuchi，横滨国立大学教授

科学家期望在这一领域看到更多的进步，这将有助于加快采用电动汽车的采用，并为全球更美好的未来做出贡献。

期刊参考：

Konuma，I.，等。（2022）几乎尺寸不变的高容量正阳性电极材料。自然材料欧洲杯足球竞彩。doi.org/10.1038/S41563-022-01421-Z。

资源：https://www.ynu.ac.jp/english/