ICC:日本東京工業(yè)大學(xué)研究生院綜合理工學(xué)研究科菅野了次教授的研究室、豐田及高能加速研究機(jī)構(gòu)等于2016年3月22日合作開(kāi)發(fā)出了鋰離子導(dǎo)電率是原來(lái)2倍的電解質(zhì)等。并采用這種電解質(zhì)制作出了“全固體陶瓷電池”,結(jié)果發(fā)現(xiàn)其輸出特性是現(xiàn)有鋰離子二次電池的3倍以上。
此次開(kāi)發(fā)的電解質(zhì)有兩種,均為硫化物類(lèi)材料。一種是Li9.54Si1.74P1.44S11.7Cl0.3,攝氏27度下鋰離子導(dǎo)電率為25mS/cm,在固體電解質(zhì)中非常高。過(guò)去固體電解質(zhì)的最高值是東工大菅野教授等于2011年開(kāi)發(fā)出的基于Li10GeP2S12(LGPS)的材料,鋰離子導(dǎo)電率為12m~14mS/cm。
另一種電解質(zhì)是Li9.6P3S12,室溫下鋰離子導(dǎo)電率約為1mS/cm,跟傳統(tǒng)材料相當(dāng),但作為針對(duì)新一代蓄電池負(fù)極候補(bǔ)材料——金屬Li的電解質(zhì),可以穩(wěn)定工作。 菅野等人采用這些材料試制出了全固體陶瓷電池,并證實(shí)其輸出密度是傳統(tǒng)鋰離子二次電池的3倍以上,能量密度是傳統(tǒng)鋰離子二次電池的2倍以上。輸出密度跟超級(jí)電容器或雙電層電容器相同甚至更高。
如何使用這兩種離子導(dǎo)電材料及采用什么樣的正極材料和負(fù)極材料等詳細(xì)的電池設(shè)計(jì)尚未公布。當(dāng)溫度在攝氏-30度~100度之間時(shí),這款試制電池的充放電特性為200~1000次,容量基本沒(méi)有降低。尤其,每次充電容量與放電容量的比值——充放電效率在充放電1000次以后也基本為100%。