東京工業(yè)大學(xué)的科學(xué)家們通過(guò)開(kāi)發(fā)電極/固體電解質(zhì)界面的低電阻電池，解決了全固態(tài)電池的主要缺點(diǎn)之一。制造的電池顯示出優(yōu)異的電化學(xué)性能，大大超過(guò)傳統(tǒng)和普遍存在的鋰離子電池; 因此，展示了全固態(tài)電池技術(shù)的前景及其對(duì)便攜式電子產(chǎn)品革命化的潛力。

許多消費(fèi)者都熟悉可再充電鋰離子電池，這種電池在過(guò)去幾十年中已經(jīng)發(fā)展起來(lái)，并且現(xiàn)在在各種電子設(shè)備中都很常見(jiàn)。盡管廣泛使用，但科學(xué)家和工程師認(rèn)為傳統(tǒng)的鋰離子電池技術(shù)已經(jīng)接近其全部潛力，需要新型電池。

全固態(tài)電池是一種新型鋰離子電池，已被證明是具有更高能量密度的潛在更安全和更穩(wěn)定的儲(chǔ)能裝置。然而，由于主要缺點(diǎn)，這種電池的使用受到限制：它們?cè)陔姌O/固體電解質(zhì)界面處的電阻太高，阻礙了快速充電和放電。

由Taro Hitosugi教授領(lǐng)導(dǎo)的東京工業(yè)大學(xué)和東北大學(xué)的科學(xué)家使用Li(Ni 0.5 Mn 1.5)O 4(LNMO)制造全固態(tài)電池，具有極低的界面電阻，通過(guò)在超高溫下制造和測(cè)量電池真空條件，確保電解質(zhì)/電極界面沒(méi)有雜質(zhì)。

在制造之后，這些電池的電化學(xué)性質(zhì)被表征為揭示界面周?chē)腖i離子分布。X射線(xiàn)衍射和拉曼光譜用于分析包含電池的薄膜的晶體結(jié)構(gòu)。發(fā)現(xiàn)Li離子的自發(fā)遷移從Li 3 PO 4層發(fā)生到LNMO層，在Li 3 PO 4 / LNMO界面處將LNMO的一半轉(zhuǎn)化為L(zhǎng) 2 NMO 。在初始充電過(guò)程期間發(fā)生反向遷移以再生LNMO。

這個(gè)界面的電阻，證實(shí)使用電化學(xué)阻抗譜，為7.6Ω厘米2，幅度比以前基于LMNO-全固態(tài)電池的比為基礎(chǔ)的液態(tài)電解質(zhì)的鋰離子的體積更小，甚至更小兩個(gè)數(shù)量級(jí)使用LNMO的電池。這些電池還顯示快速充電和放電，僅在一秒鐘內(nèi)完成一半電池的充電/放電。此外，電池的循環(huán)特性也很好，即使在100次充電/放電循環(huán)后也沒(méi)有表現(xiàn)出性能下降。

Li(Ni 0.5 Mn 1.5)O 4是增加電池能量密度的有前途的材料，因?yàn)樵摬牧咸峁└叩碾妷骸Ｑ芯啃〗M希望這些結(jié)果能夠促進(jìn)高性能全固態(tài)電池的發(fā)展，從而徹底改變現(xiàn)代便攜式電子設(shè)備和電動(dòng)汽車(chē)。