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新型固体材料能快速传导锂离子

稿件来源:科技日报 刘霞 责任编辑:ICAC 发布时间:2024-02-21

锂离子(蓝色)在结构内移动。图片来源:利物浦大学

英国利物浦大学科学家发现了一种能快速传导锂离子的固体材料。这种新型电解质有望用于研制可持续电池。相关论文发表在新一期《科学》杂志上。

研究团队使用协同计算和人工智能(AI)等变革性的方法,设计并在实验室中合成出这一新材料。随后,他们确定了新材料的结构,并将其置于电池内,展示了其性能。

电解液是锂离子电池的“血液”,在电池正负极之间起到传导离子的作用,是锂离子电池获得高电压、高比能的关键。但目前液体电解质是锂离子电池在安全性和能量密度上限方面出现短板的最核心因素。而最新电解质材料由无毒的稀土元素组成,拥有足够高的锂离子电导率,可取代液体电解质,从而提高锂离子电池的安全性和能量密度。

研究团队表示,由于新材料结构特殊,它能以不同于液体电解质的方式工作。利物浦大学化学系马特·罗塞因斯基教授称,新材料性能比那些只能为离子提供狭窄空间的固体更优异,其结构改变了以前对高性能固态电解质的理解。

研究团队强调,很多科学家正在使用AI工具搜寻新材料,AI正在改变材料研发的范式。由于AI工具独立工作,因此会以各种方式重新创建它们所训练的内容,生成的新材料可能与已知材料非常相似。

在最新研究中,他们借助AI工具寻找能将不同材料区分出来的成分和结构差异,并评估这些差异对材料性能的影响。这一颠覆性设计方法为发现更多高性能固体材料提供了新途径。

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