近日，日本東京工業大學的研究團隊通過在電極和固態電解質之間的界面上，開發出一種低電阻電池，從而解決了全固態電池的一個主要缺陷。該新電池顯示出優異的電化學性能，大大超過了傳統鋰（Li）離子電池，證明了全固態電池技術的前景以及改變便攜式電子產品的潛力。該研究成果目前已發表在ACSAppliedMaterials&Interfaces雜志上。

目前，可充電鋰離子電池在各種電子設備中已得到廣泛的應用。然而，科學家和工程師認為傳統的鋰離子電池技術已經開發完全，因此需要開發新型電池。

全固態電池使用固體而非液體的電解質，是一種新型鋰離子電池，已被證明是具有更高能量密度且更安全穩定的儲能器件。但是，該類電池的使用目前受到限制是：電極/固態電解質界面處的電阻太高，嚴重阻礙了快速充放電。

由TaroHitosugi領導的日本東京工業大學和日本東北大學的研究團隊利用Li（Ni0.5Mn1.5）O4（LNMO）作為電極材料，開發出具有極低界面電阻的全固態電池。通過在超高真空條件下制備，能夠確保電解質/電極界面沒有雜質。

采用X射線衍射和拉曼光譜分析電池的薄膜的晶體結構，發現Li離子從Li3PO4固體電解質層到LNMO層發生自發遷移，在Li3PO4/LNMO界面處將一半的LNMO轉化為L2NMO。然后在充電過程中，發生反向可逆遷移再生成LNMO。

通過電化學阻抗譜表征該界面的電阻為7.6Ωcm-2，比之前報道的基于LMNO的全固態電池小兩個數量級，甚至小于基于液體電解質的鋰離子電池的電阻。該全固態電池能夠快速充放電，此外，電池的循環特性良好，在100次充電/放電循環后未發生性能下降。

Li（Ni0.5Mn1.5）O4是一種很有潛力的材料，可以提供更高的電壓，從而提高鋰離子電池的能量密度。研究小組希望該研究成果能夠促進高性能全固態電池的發展，從而徹底革新便攜式電子設備和電動汽車。

本文摘自：化學達人