以鋰金屬為負(fù)極的全固態(tài)電池有發(fā)展?jié)摿?，可以解決傳統(tǒng)鋰離子電池能量密度不足的問題。到目前為止，由于鋰離子遷移阻抗大，實(shí)際固態(tài)電池的應(yīng)用一直受到限制，這主要是由于與鋰金屬接觸的固體電解質(zhì)不穩(wěn)定所致。

來自日本東北大學(xué)和高能加速器研究機(jī)構(gòu)的科學(xué)家們開發(fā)了一種新的復(fù)合氫化鋰超離子導(dǎo)體，這種導(dǎo)體可以制造出迄今為止能量密度最高的全固態(tài)電池。研究人員表示，通過對(duì)氫團(tuán)簇(復(fù)合陰離子)結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)得到了這種新材料，在與鋰金屬接觸時(shí)顯示有很高的穩(wěn)定性，鋰有可能成為全固態(tài)電池的負(fù)極材料。這種與鋰金屬接觸的新型固體電解質(zhì)表現(xiàn)出高的離子傳導(dǎo)性和高的穩(wěn)定性，因此對(duì)于使用鋰金屬負(fù)極的全固態(tài)電池來說，這是一個(gè)真正的突破。

日本東北大學(xué)信一研究所的Sangryun Kim表示：預(yù)計(jì)這一發(fā)展不僅將激發(fā)今后尋找基于復(fù)合氫化物的鋰超離子導(dǎo)體的努力，而且還將在固態(tài)電解質(zhì)材料領(lǐng)域開辟一種新方向，由此可能引導(dǎo)人們開發(fā)出高能量密度的電化學(xué)設(shè)備。

大多數(shù)現(xiàn)有的固體電解質(zhì)化學(xué)性質(zhì)或電化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定，并且(或)與鋰金屬的接觸不良，不可避免地在界面上引起不必要的副反應(yīng)。這些副反應(yīng)增加了界面電阻，大大降低了電池在重復(fù)使用過程中的性能。過去采用鋰合金和界面改性等策略的研究表明，由于鋰金屬負(fù)極本身與電解液間的熱力學(xué)反應(yīng)活性高，電池性能逐漸退化的過程很難解決。以鋰金屬為負(fù)極的主要挑戰(zhàn)是固體電解質(zhì)的高穩(wěn)定性和高鋰離子傳導(dǎo)性。

Sangryun Kim還表示：由于與鋰金屬負(fù)極接觸的電解質(zhì)具有優(yōu)異的化學(xué)和電化學(xué)穩(wěn)定性，在解決與鋰金屬陽極相關(guān)問題方面，復(fù)合氫化物受到了很多關(guān)注。但由于較低的離子傳導(dǎo)性，所以在實(shí)際電池中從未嘗試使用復(fù)合氫化物作為電解質(zhì)、鋰金屬作為負(fù)極。因此，我們非常樂觀地預(yù)測(cè)，如果開發(fā)出在室溫下制備鋰的超離子導(dǎo)體復(fù)合氫化物的技術(shù)，就有可能以鋰作為負(fù)極。