清晰明了：结晶度降低了全固态电池的电阻

科学家研究了全固态电池电极-电解质界面电阻背后的机制。他们的发现将有助于开发性能更好、充电/放电速度更快的锂离子电池。

东京工业大学的科学家研究了全固态电池电极-电解质界面电阻背后的机制。他们的发现将有助于开发性能更好、充电/放电速度更快的锂离子电池。

设计和改进锂离子 (Li-ion) 电池对于扩展现代电子设备和电动汽车的极限至关重要，因为锂离子电池几乎无处不在。由 Taro Hitosugi 教授领导的东京工业大学 (Tokyo Tech) 的科学家此前曾报道过一种新型全固态电池，同样基于锂离子，该电池克服了这些电池的主要问题之一：高电极和电解质之间的界面电阻限制了快速充电/放电。

尽管他们生产的设备非常有前途，并且在某些方面比传统的锂离子电池要好得多，但界面电阻降低背后的机制尚不清楚。很难在不损坏其层的情况下分析全固态电池中的掩埋界面。因此，Hitosugi 和他的研究团队再次研究全固态电池以阐明这一课题。他们怀疑电极-电解质界面的结晶度（表明固体的有序性和周期性）在定义界面电阻方面发挥了关键作用。

为了证明这一点，他们使用脉冲激光沉积技术制造了两种不同的由电极和电解质层组成的全固态电池。这些电池中的一个可能在电极-电解质界面处具有高结晶度，而另一个则没有。通过使用一种称为 X 射线晶体截断棒散射分析的新技术可以证实这一点。“X 射线可以在不破坏结构的情况下到达掩埋的界面，”Hitosugi 解释说。

根据他们的结果，该团队得出结论，高度结晶的电极-电解质界面导致低界面电阻，从而产生高性能电池。通过分析电池界面的微观结构，他们对结晶界面较少的电池电阻增加提出了合理的解释。锂离子被困在结晶度较低的界面，阻碍了离子电导率。“电解质/电极界面的受控制造对于获得低界面电阻至关重要，”Hitosugi 解释道。发展理论和模拟以进一步了解锂离子的迁移对于最终为基于电化学的各种设备实现有用和改进的电池至关重要。