設計原則可能指向下一代鋰電池更好的電解質

研究人員說，一種用于分析和設計新離子導體(可再充電電池的關鍵組件)的新方法可以加快高能鋰電池以及燃料電池等其他儲能和輸送裝置的開發。

新方法依賴于理解振動在鋰離子導體中移動的方式，并將其與抑制離子遷移的方式相關聯。這提供了一種發現具有增強的離子遷移率的新材料的方法，從而可以快速充電和放電。同時，該方法可用于降低材料與電池電極的反應性，從而縮短其使用壽命。較好的離子遷移率和低反應性這兩個特性趨于相互排斥。

新概念是由WM Keck能源教授Yang Shao-Horn，研究生Sokseiha Muy和最近的John Bachman博士領導的團隊開發的。'17，研究科學家Livia Giordano，以及麻省理工學院，橡樹嶺國家實驗室以及東京和慕尼黑的機構的其他9個人。他們的發現發表在《能源與環境科學》雜志上。

Shao-Horn說，新的設計原則已經制定了大約五年。最初的想法始于她和她的團隊用來理解和控制水分解催化劑的方法，并將其應用于離子傳導-這一過程不僅是可充電電池，而且還包括燃料等其他關鍵技術的核心電池和海水淡化系統。電子帶著負電荷從電池的一個極流到另一極(從而為設備供電)，而正離子以另一種方式流過夾在這些極之間的電解質或離子導體，從而完成流動。

通常，該電解質是液體。溶解在有機液體中的鋰鹽是當今鋰離子電池中的常見電解質。但是該物質易燃，有時會導致這些電池著火。人們一直在尋找一種固體材料來替代它，這將消除該問題。

Shao-Horn說，存在各種各樣有希望的固體離子導體，但是當與鋰離子電池的正負電極接觸時，沒有一種是穩定的。因此，尋求具有高離子傳導性和穩定性的新型固體離子導體至關重要。但是，通過對許多不同的結構族和組成進行分類以找到最有前途的結構族和組成是大海撈針問題中的經典之作。這就是新設計原則的來歷。