日本東北大學和高能加速器研究組織的科學家SangryunKim與OrimoShin-ichi已經開發出一種新型氫化物鋰離子超導體，這種新型超導體可以制造出迄今為止能量密度最高的全固態電池。

研究人員說，這種新材料是通過設計氫簇(復雜陰離子)的結構而獲得的，對金屬鋰具有明顯的高穩定性，這將使它成為全固態電池的終極陽極材料。

采用金屬鋰陽極的全固態電池有潛力解決傳統鋰離子電池的能量密度問題。但迄今為止，它們在實際電池中的應用一直受到鋰離子轉移電阻高的限制，這主要是由于固態電解質對金屬鋰的不穩定性造成的。

這種新型固態電解質具有高導電性和對金屬鋰的高穩定性，因此對于使用金屬鋰陽極的全固態電池來說是一個真正的突破。

我們希望這種發展不僅會激發未來尋找基于復雜的氫化物鋰離子超導體的努力，而且打開了該領域的一種固態電解質材料的新趨勢，可能會導致開發高能量密度的電化學設備，日本東北大學研究小組的Shin-ichiSangryunKim說。

背景

全固態電池是解決當前鋰離子電池存在的電解質泄漏、易燃性和能量密度受限等問題的理想選擇。

金屬鋰被廣泛認為是全固態電池的最終陽極材料，因為它在已知的陽極材料中具有最高的理論容量(3860mAhg-1)和最低的電位(-3.04Vvs標準氫電極)。

鋰離子導電固體電解質是全固態電池的關鍵部件，其離子電導率和穩定性決定了電池的性能。

問題是，大多數現有的固體電解質具有化學/電化學不穩定性和與金屬鋰的物理接觸不良，不可避免地會在界面上引起不必要的副作用。這些副作用導致界面電阻增加，在重復循環過程中大大降低電池性能。

以往的研究表明，這種降解過程很難解決，因為其根源是金屬鋰陽極與電解質的高熱力學反應活性。

使用金屬鋰陽極的主要挑戰在于固體電解質的高穩定性和鋰離子高電導率。

Kim教授說，由于復合氫化物對金屬鋰陽極具有優異的化學和電化學穩定性，因此在解決與金屬鋰陽極有關的問題上受到了廣泛的關注。但由于其離子電導率較低，實際在電池中從未嘗試過將復合氫化物與金屬鋰陽極結合使用。因此，我們非常有動力去研究與開發，將這種結合成為可能。