日本国立研究开发法人产业技术综合研究所(产综研)3月11日宣布,研发出了离子电导率与液态电解质相当的固体电解质材料。固体电解质材料是全固态电池的关键。离子电导率直接决定充电速度,上述成果有望推动可实现快速充电的全固态电池的开发。
新材料采用利用电流和压力在短时间内固化的通电烧结(SPS)法制备(供图:产综研)
固体电解质材料的主要分为硫化物系与氧化物系,产综研称本次研发的材料实现了氧化物系全球最高的离子电导率。
全固态电池在锂离子的通道——电解质中使用固体而非液体。硫化物系固体电解质离子电导率高,因此目前正在推进面向电动汽车(EV)等的应用研究。氧化物系安全性高、电池寿命长,但存在离子电导率低的问题。
研究团队对被称为“烧绿石型”晶体结构的氧化物系固体电解质进行了改良。这种烧绿石型材料由东京理科大学与电装(DENSO)公司的研究团队联合开发,并于2024年3月公布。但该材料此前存在难以实现提高材料密度的烧结 “致密化”课题。
此次,产综研的研究团队采用了利用电流与压力在短时间内固化原料粉末的通电烧结(SPS)技术,消除了构成电解质的粒子之间的间隙,使锂离子能够顺畅移动。这种材料在室温下实现了可与有机电解液及硫化物系固体电解质相媲美的离子电导率。
研究团队表示:“作为电动汽车用大型电池材料,该材料已具备达到实用化标准的水平”,将力争实用化。相关成果已发表在美国化学会期刊《ACS Materials Letters》上。
原文:《日本经济新闻》、2026/3/31
翻译:JST客观日本编辑部
【论文信息】
期刊:ACS Materials Letters
论文:Synthesis of Pyrochlore-type Li1.25La0.58Nb2O6F Solid Electrolyte via Spark Plasma Sintering
DOI:10.1021/acsmaterialslett.5c01541

