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日本東北大學材料科學高等研究所一項針對石榴石型固態電解質（Garnet-type Solid Electrolytes）的最新研究表明，固態鋰金屬電池的能量密度優勢可能被高估。分析指出，采用鋯酸鑭鋰（LLZO）的全固態鋰金屬電池（ASSLMB）重量能量密度僅為272瓦時每千克（Wh/kg），僅略高于當前鋰離子電池250至270 Wh/kg的水平。鋯酸鑭鋰是最常見的石榴石型固態電解質。 固態鋰金屬電池一直被視為下一代儲能技術，但實驗數據顯示，即使使用超薄LLZO隔膜和高性能正極，其能量密度提升十分有限。LLZO的高密度特性反而增加了電池整體重量，削弱了理論上的優勢。此外，該材料的脆性和制造工藝難度，以及界面鋰枝晶等問題，都成為商業化應用的主要障礙。 為突破這些限制，研究團隊正在探索混合解決方案。其中，LLZO與聚合物結合的復合電解質既能保持高離子傳導性，又改善了材料柔性。另一種方案是在LLZO中添加少量液態電解質，形成準固態體系，這有助于提升離子傳輸效率和結構穩定性。這些混合設計在實驗中已展現出更好的長期使用性能。 專家指出，未來研發方向不應局限于全固態電池，而應著重優化材料組合，在保證性能的同時解決成本和制造難題。通過整合不同電解質的優勢，有望開發出真正具備商業化價值的下一代電池技術。 《賽特科技日報》網站（https://scitechdaily.com） |
