除了导电性创下行业新记录，该材料还具有热稳定性，并可通过成熟的化学工艺合成。
固态电池一直都是更安全、更高效的未来能源解决方案。如今，德国的一项突破性研究可能最终将其推入发展的快车道。
德国慕尼黑工业大学（TUM）与TUMint.能源研究所的科学家开发出一种创纪录的固态电池材料，其锂离子导电速度比现有已知材料快30%以上。
为实现这一导电性突破，研究团队创造了一种由锂、锑和钪组成的新型材料。通过用钪部分替代锂锑化物中的锂原子，由慕尼黑工业大学无机化学系（研究方向为新型材料）主任托马斯·F·费斯勒（Thomas F. Fässler）教授领导的团队，在导体材料的晶体晶格中引入了微小空位。
空位极大促进离子流动
这些经过设计的空位使锂离子在材料结构中的移动更加自由，与已知材料相比显著提升了离子迁移速度。这一突破使固态材料中锂离子导电性创造了新世界纪录——这是实现快速充电和高效储能的关键指标。
由于实验结果远超已知基准，研究团队邀请了TUM技术电化学系（负责人为休伯特·加斯特里格教授）的同行对成果进行独立验证。
"由于该材料可以同时导电，这带来了特殊的测量挑战，我们必须调整测量方法以适应这一特性，"负责验证测试的研究合著者托比亚斯·库奇（Tobias Kutsch）在声明中表示。
未来能源材料的蓝图
该材料强大的离子迁移能力可能在推动未来储能系统发展中发挥关键作用，使电池更快、更安全、更高效。研究团队认为，这一发现可能成为固态电池研究的转折点。
"通过引入少量钪元素，我们揭示了一个新原理，这可能为其他元素组合提供借鉴。尽管距离该材料应用于电池仍有许多测试要做，但我们持乐观态度，"费斯勒教授表示，"兼具离子和电子传导性的材料特别适合作为电极添加剂。鉴于其实际应用前景，我们已为此项开发申请专利。"
除导电性创下行业新记录外，该材料还具有热稳定性，且可通过成熟化学工艺合成。这项研究还帮助科学家们发现了一类新物质，可通过更简单的元素组合提升多种锂基材料的离子导电性。
“该元素组合是锂-锑体系，但相同原理可轻松应用于锂-磷体系。此前纪录保持者需基于锂-硫体系额外添加五种元素进行优化，而我们仅需添加单一钪元素，便能达成更优效果。” TUMint.能源研究所科学家表示："这一发现对提升多种材料的导电性意义重大。"
该研究由巴伐利亚州经济事务、区域发展和能源部提供资金支持。
