鋰離子電池在世界范圍內(nèi)用于驅(qū)動(dòng)日常技術(shù)，包括電動(dòng)汽車，電動(dòng)工具，移動(dòng)電話和筆記本電腦。但是，不穩(wěn)定和易燃的電解質(zhì)(以及因此而產(chǎn)生的界面)使該技術(shù)的規(guī)?；哂刑魬?zhàn)性。

本周在《自然通訊》上發(fā)表的一篇新論文展示了如何設(shè)計(jì)新的固態(tài)材料來克服其中的一些問題。

鎢和碲基的雙重鈣鈦礦材料可以組合使用，分別用作電極和電解質(zhì)，從而創(chuàng)建更加兼容和穩(wěn)定的界面。

Pooja Goddard博士和前拉夫堡化學(xué)同事Stephen Yeandel博士(現(xiàn)在謝菲爾德)是EPSRC SUPERGEN財(cái)團(tuán)的一部分，該財(cái)團(tuán)支持由謝菲爾德大學(xué)領(lǐng)導(dǎo)的研究，其中包括ISIS脈沖中子和Muon離子源以及法拉第研究所(哈維爾)校園。

拉夫堡研究小組使用計(jì)算模型闡明了兩種具有相同晶體族的材料的氧化還原特性，并表明，盡管鎢可以輕易改變氧化態(tài)(對電極而言是理想的)，但碲對適用于電解質(zhì)的氧化還原循環(huán)具有抵抗力。

這些結(jié)果已由謝菲爾德和ISIS中子實(shí)驗(yàn)室的實(shí)驗(yàn)小組證實(shí)。

由于兩種材料來自同一鈣鈦礦家族，因此它們的相容性要高得多，這使得制造下一代鋰離子固態(tài)電池成為可能。

戈達(dá)德博士說：“當(dāng)鋰插入每種材料時(shí)，我們明確顯示了鋰離子的有序排列和局部結(jié)構(gòu)演變。

“更重要的是，我們顯示了從W 6+ W 5+ W 4+的確定的逐步變化，而對于Te類似物，我們發(fā)現(xiàn)Te 6+不愿意形成Te 5+，這表明Te類似物的氧化還原循環(huán)是不可能的，也經(jīng)過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。”

該項(xiàng)目的下一階段將包括進(jìn)一步調(diào)整材料以匹配界面，并專注于用于可行制造的材料的可擴(kuò)展性，這已經(jīng)在謝菲爾德大學(xué)進(jìn)行了研究。

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