據最新一期的《自然·材料》報道(dào)，為(wèi)了開(kāi)發锂基電(diàn)池的替代品，減少(shǎo)對稀有(yǒu)金屬的依賴，美國佐治亞理(lǐ)工學院研究人(rén)員開(kāi)發出一種有(yǒu)前景的新型陰極和(hé)電(diàn)解質系統，用低(dī)成本的過渡金屬氟化物和(hé)固體(tǐ)聚合物電(diàn)解質代替昂貴的金屬和(hé)傳統的液體(tǐ)電(diàn)解質。

新型陰極由氟化鐵(tiě)活性材料和(hé)固體(tǐ)聚合物（一種塑料）電(diàn)解質納米複合材料制(zhì)造。為(wèi)制(zhì)造這種陰極，研究人(rén)員開(kāi)發了一種将固體(tǐ)聚合物電(diàn)解質滲透到預制(zhì)氟化鐵(tiě)電(diàn)極中的方法，然後熱壓整個(gè)結構，以增加密度并減少(shǎo)空(kōng)隙。聚合物基電(diàn)解質有(yǒu)兩個(gè)突出優點，一是其在循環時(shí)彎曲和(hé)适應氟化鐵(tiě)溶脹的能力強，二是能與氟化鐵(tiě)形成非常穩定的柔性界面，解決了先前電(diàn)池設計(jì)中使用氟化鐵(tiě)出現的膨脹和(hé)大(dà)量副反應等關鍵問題。

研究人(rén)員測試了新型固态電(diàn)池的幾種變體(tǐ)，以分析其在50℃高(gāo)溫下超過300次充電(diàn)和(hé)放電(diàn)循環的性能。結果發現，增強電(diàn)池性能的關鍵是固體(tǐ)聚合物電(diàn)解質。當與固體(tǐ)聚合物電(diàn)解質一起使用時(shí)，即使在高(gāo)溫下，金屬氟化物也顯示出非凡的穩定性。這有(yǒu)望帶來(lái)更安全、更輕和(hé)更便宜的锂離子電(diàn)池。此外，氟化鐵(tiě)的锂容量是傳統钴基或鎳基陰極的兩倍多(duō)。而且鐵(tiě)比钴便宜300倍，比鎳便宜150倍。

未來(lái)，研究人(rén)員将繼續改進和(hé)開(kāi)發新的固體(tǐ)電(diàn)解質，以實現快速充電(diàn)，并在新設計(jì)中融合固體(tǐ)和(hé)液體(tǐ)電(diàn)解質，以與大(dà)型電(diàn)池工廠中使用的傳統電(diàn)池制(zhì)造技(jì)術(shù)完全兼容。（馮衛東）

(責編：朱傳戈、杜燕飛)