康奈尔大学发现固态电池失效的新机制 或为设计更好的固态电池供应新思路

尽管固态电池已经引起了储能行业的注意，但迄今为止它们的商业应用非常有限，而且有大量不同的潜在材料可以取代今天的锂离子电池中使用的液体电解质，这些材料在科学调查和潜在商业化的道路上处于不同阶段。

由美国康奈尔大学领导的科学家们对这样一种材料进行了更仔细的研究，通过在阿贡国家实验室的同步辐射光源设施上进行的最新成像技术。

该小组研究了一个铝掺杂的氧化镧锂（LLZO）的样品。尽管在商业生产方面，氧化物材料被认为比硫化物或聚合物更具挑战性，但氧化物也有潜力。而康奈尔大学的研究人员表示，LLZO以其高离子传导性和良好的稳定性能显示出前景。

晶体缺陷

在合成了LLZO样品后，该小组前往高级光子源，在那里他们采用了一种名为布拉格相干衍射成像的技术，将X射线束照射到该材料的一微米大小的晶粒上，并创建其内部结构的三维图像。这项实验的全部结果可以在发表在《纳米快报》上的《固态电解质Li7-3xAlxLa3Zr2O12单晶粒中晶体缺陷的X射线纳米成像》中找到。

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康奈尔大学的研究员孙一飞说："这些电解质被认为是完美的晶体，但我们发现的是以前没有报道过的缺陷，如位错和晶界。"这项工作进一步表明，在材料中掺入铝的过程是造成许多这些位错和晶界的原因，并且可以为固态电池的未来发展提供参考。

该小组现在正计划进一步研究，以了解这些缺陷如何影响电池在充电和放电时的工作机制，以及他们是否可以控制这些缺陷的生长以获得进一步的优势。"现在我们确切地知道我们在寻找什么，我们想找到这些缺陷，并在我们操作电池时观察它们，我们离它还很远，但我们可能正处于一个新的发展起点，我们可以有目的地设计这些缺陷，以制造更好的储能材料。"该小组的高级科学家AndrejSinger说。