隨著各國燃油車禁售令的陸續(xù)發(fā)布，電動車將逐步取代傳統的汽油車及柴油車，這已成為業(yè)內所熟知的行業(yè)趨勢。為提升電動車的續(xù)航里程數，各國的大學及研究機構也紛紛致力于電池技術及產品的技術研發(fā)及測試。

小編將蓋世新技術版塊中的新聞進行了匯總，供各位讀者品鑒：

美國德克薩斯大學達拉斯分校與韓國首爾國立大學

關鍵詞：錳基鈉離子、鋰電池

美國德克薩斯大學達拉斯分校（University of Texas， Dallas）與韓國首爾國立大學（Seoul National University）共同研發(fā)出一款全新電池，其采用錳基鈉離子（manganese and sodium-ion-based material）材料。該材料或將降低電池成本，且生態(tài)環(huán)保性更佳，所制成的電池可供電動車使用。

他們采用鈉取代了陽極內占比最大的材料——鋰，并用錳取代價格更為昂貴、儲量更為稀缺的鈷和鎳。該研究團隊采用了合理的原材料配比并攻克了上述技術難題。他們先采用了計算機模擬，進而測定了電池達到最佳性能時各原子的配置，然后在實驗室內進行了大量的材料測試直至研發(fā)成功。

麻省理工學院（MIT）

關鍵詞：固態(tài)電池、鋰滲透、固態(tài)電解質、表面光滑度

據外媒報道，麻省理工大學（MIT）的研究人員與德國的同行們共同提出，若采用表面光滑的固態(tài)電解質（solid electrolyte），可防止有害的鋰滲透（Li infiltration）現象出現，進而提升固態(tài)鋰離子電池的性能。據新分析表明，表面的光滑度才是該問題的關鍵所在，電解質表面的細微裂紋及劃痕將導致金屬物的積聚。

在發(fā)生電化學反應（electrochemical reaction）后，來自電解質的鋰（離子）將開始積聚到其表面細微瑕疵（包括：細微的凹點、裂痕、劃痕）處。一旦鋰離子開始在瑕疵處形成積聚，這一情況將會持續(xù)下去。

這表明研究人員需要將研究重心放在提升固態(tài)電解質表面的光滑度，這樣或將消除或極大地減少電池固態(tài)電解質樹突的生成數量。為避免產生易燃問題，或許未來還會采用固態(tài)鋰金屬電極。此外，該舉措或將使鋰離子電池的能量密度翻番。

東京工業(yè)大學

關鍵詞：無鍺固態(tài)電解質、全固態(tài)電池的優(yōu)勢、優(yōu)化LGPS框架結構提升性能

東京工業(yè)大學（Tokyo Institute of Technology）的研究人員研發(fā)了一項新技術方案——無鍺固態(tài)電解質，可降低固態(tài)鋰電池的成本，并致力于將該項技術應用到電動車、通信及其他行業(yè)中。

無鍺固態(tài)電解質

該研究團隊在在美國化學會（ACS）期刊——《材料化學（Chemistry of Materials）》上發(fā)表了論文，其技術方案為：采用錫與硅替代固態(tài)電解質內的鍺（germanium）元素，因為上述兩項材料的化學穩(wěn)定性更強。相較于液態(tài)電解質，新材料提升了鋰離子的導電率。在談論其研究成果時，Ryoji Kanno與他的同事表示：“這款固態(tài)電解質不含鍺，未來或許所有固態(tài)電池都會采用該電解質?！?/p>

全固態(tài)電池LiCoO2/LGPS/In-Li采用LGPS電解質，其充放電性能相當出色。然而，鍺元素價格相對較貴，或將限制LGPS材料的廣泛應用。在設計鋰離子導體時，晶體結構類型也是一項重要因素。未來，硅基及錫基的無鍺材料均可能被用作為固態(tài)電解質并得到實際應用。

全固態(tài)電池的優(yōu)勢

相較于采用鋰離子導電液體的常見鋰離子電池，未來的全固態(tài)電池擁有以下優(yōu)勢：安全性及可靠性得到提升，儲能量較高、使用壽命更長。

超離子導體（superionic conductors）——固態(tài)晶體（solid crystals）的研究發(fā)現提升了鋰離子的移動速率，進而促進這類電池的研發(fā)進展，但這款前景較好的設計卻一度依賴于對稀有金屬鍺的應用，由于其價格過于昂貴，無法實現大規(guī)模應用。

優(yōu)化LGPS框架結構提升性能

在最近發(fā)布的一篇論文中，研究人員保留了相同的LGPS框架結構，對錫、硅及其他成分的原子的速率及位置分布進行了精密調整。其研究成果LSSPS材料（成分：Li10.35[Sn0.27Si1.08]P1.65S12 (Li3.45[Sn0.09Si0.36]P0.55S4)）在室溫下的鋰離子導電性為1.1 x 10-2 S cm-1，幾乎接近最初的LGPS結構的性能。

盡管還需要進行進一步的調整，研究人員可根據其不同的用途來優(yōu)化材料性能，為降低生產成本帶來了新希望，且不必犧牲材料的性能。