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日本東北大學(xué)材料科學(xué)高等研究所一項針對石榴石型固態(tài)電解質(zhì)（Garnet-type Solid Electrolytes）的最新研究表明，固態(tài)鋰金屬電池的能量密度優(yōu)勢可能被高估。分析指出，采用鋯酸鑭鋰（LLZO）的全固態(tài)鋰金屬電池（ASSLMB）重量能量密度僅為272瓦時(shí)每千克（Wh/kg），僅略高于當前鋰離子電池250至270 Wh/kg的水平。鋯酸鑭鋰是最常見(jiàn)的石榴石型固態(tài)電解質(zhì)。 固態(tài)鋰金屬電池一直被視為下一代儲能技術(shù)，但實(shí)驗數據顯示，即使使用超薄LLZO隔膜和高性能正極，其能量密度提升十分有限。LLZO的高密度特性反而增加了電池整體重量，削弱了理論上的優(yōu)勢。此外，該材料的脆性和制造工藝難度，以及界面鋰枝晶等問(wèn)題，都成為商業(yè)化應用的主要障礙。 為突破這些限制，研究團隊正在探索混合解決方案。其中，LLZO與聚合物結合的復合電解質(zhì)既能保持高離子傳導性，又改善了材料柔性。另一種方案是在LLZO中添加少量液態(tài)電解質(zhì)，形成準固態(tài)體系，這有助于提升離子傳輸效率和結構穩定性。這些混合設計在實(shí)驗中已展現出更好的長(cháng)期使用性能。 專(zhuān)家指出，未來(lái)研發(fā)方向不應局限于全固態(tài)電池，而應著(zhù)重優(yōu)化材料組合，在保證性能的同時(shí)解決成本和制造難題。通過(guò)整合不同電解質(zhì)的優(yōu)勢，有望開(kāi)發(fā)出真正具備商業(yè)化價(jià)值的下一代電池技術(shù)。 《賽特科技日報》網(wǎng)站（https://scitechdaily.com） |
