8月12日消息，近期，中国科学院青岛生物能源与过程研究所固态能源系统技术中心在全固态锂电池领域取得了显著的突破。该研究团队创新性地设计出一种均匀化正极材料，彻底打破了全固态锂电池传统复合正极的模式，并在实验中成功开发出具有高能量密度和长循环寿命的全固态锂电池。
在此次研究中，研究团队通过巧妙调整LiTi2(PS4)3的电导率和充放电容量，合成出一种具备高离子电导率、高电子电导率和高放电比容量的新材料：Li1.75Ti2(Ge0.25P0.75S3.8Se0.2)3。该材料的离子和电子电导率是传统层状氧化物正极材料的1000倍以上，其比容量更是超过了当前高镍正极材料。此外，在充放电过程中，该材料仅发生1.2%的体积形变，这一变化远低于传统层状氧化物正极材料的50%。这种小而稳定的体积变化有助于延长电池的使用寿命和稳定性。
具体数据显示，使用100%活性材料构建的全固态锂电池在经过5000次循环后，仍能保持初始容量的80%。这种优异的循环性能使其390Wh/kg的高能量密度成为目前报道的长循环全固态锂电池中的佼佼者，比当前市场上的产品高出1.3倍。通过均匀化正极的策略，大幅度提升了全固态锂电池的电化学性能，令其在高能量密度和长寿命方面实现重大突破。这一发现将有助于全固态锂电池的快速商业化，为未来的储能设备开发提供了重要课题。
此外，研究人员还详细分析了正极材料在充放电过程中的微观结构演变。传统的复合正极材料在充电过程中往往会发生显著的结构变化，而均质化正极材料则展示出更加稳定的结构特性。这种稳定性不仅提高了电池的循环寿命，还降低了安全风险，尤其是在长时间使用或极端环境下，更显其优势。
中国科学院青岛生物能源与过程研究所的这一重要突破为未来电池技术的发展提供了新的思路和方法，尤其是在可再生能源和电动交通工具等领域具有重要的应用潜力。其研究成果将有助于推动全固态锂电池技术的成熟和普及，这不仅有望大幅降低对传统能源的依赖，还为全球能源技术创新提供了坚实的理论和实践基础。
可以预见的是，这一突破性研究成果，将为全固态锂电池的发展注入强劲动力，加速其在市场上的应用与推广，对于实现高能量密度、长寿命的储能设备具有重要意义。在未来的能源储存和传输中，这种新型材料将发挥巨大的作用，助力各行业实现高效、绿色、可持续的发展目标。
