慕尼黑工业大学研发新型固态电池材料 锂离子导电性提升30%

根据 IT之家于5月11日的报道，慕尼黑工业大学（Technical University of Munich，简称 TUM）的科学家在固态电池材料的研究领域取得了突破性进展。他们的研究由无机化学系的托马斯·F·法斯勒教授领导，团队专注于开发新型电池材料，并成功提升了锂离子的导电性，表现出比现有材料高出30%的性能。

研究者们围绕着一种新颖的固态电池材料进行深度探索，重点在于所谓的“空位”结构。这种结构的设计可以有效促进锂离子在材料中的流动，从而提高电池整体性能。研究成果已在权威学术期刊《先进能源材料》（Advanced Energy Materials）上发表，论文题目为《Scandium Induced Structural Disorder and Vacancy Engineering in Li3Sb – Superior Ionic Conductivity in Li3-3xScxSbv》。

耶法律上， TUM 的合作伙伴技术电化学系的专家也对这一新材料进行了严格的验证。共同作者托比亚斯·库施（Tobias Kutsch）表示，由于该材料同时具备导电性，这对实验测量构成了挑战。研究团队不得不修改测试方法，以准确确认锂离子导电性的提升最終结果。

法斯勒教授在接受采访时表示，这一研究成果在基础科学和工程应用上都有深远的意义：“通过少量添加钪元素，我们发现了一种全新的原理，可能为其他元素的组合工程提供了蓝图。”这表明，未来可能还有更多的材料组合能带来类似的性能提升。

尽管这种新型固态电池材料尚需进行进一步的测试和优化，研究团队对其在实际应用中的前景保持乐观。法斯勒教授认为，这种材料非常适合作为电极添加剂，因为其能够同时传导离子和电子，让电池的充放电效率进一步提升。由于该材料具备良好的热稳定性和生产可行性，该团队已为其申请了专利，以保护他们的创新成果，推动其商业化进程。

值得注意的是，研究小组还首次发现了一种全新的物质类别。研究的第一作者姜景文（Jingwen Jiang）指出：“我们的材料基于锂-锑系统，但相同的设计思想同样适用于锂-磷系统。与传统的锂-硫材料相比，我们的材料仅需添加钪元素便可明显优化性能，后者通常需要五种额外元素。”这一发现大大简化了材料的制造过程，有望推动更多新型电池技术的研究。

TUMint.Energy Research GmbH是参与该项目的重要机构之一，由慕尼黑工业大学与巴伐利亚州经济事务部于2019年联合成立，旨在汇聚TUM在固态电池技术上的研究成果，推动该领域的工业应用。目前，该机构的科研团队约有20位科学家，涵盖了TUM的多个学科领域。这一结构不仅为研究提供了多学科的视角，也为科研成果的推广应用打下了良好的基础。

当前，全球能源危机和环境问题迫使我们加速发展高效、环保的电池技术。固态电池由于其安全性和能量密度逐渐成为各大电池研究机构和企业追逐的核心技术。慕尼黑工业大学的这一研究成果为固态电池的发展注入了一针强心剂，不仅在理论上拓展了研究领域，同时也为工业界提供了一个具备商业化潜力的创新材料。

未来几年，随着对该材料进一步的研究和开发，可能会出现更多基于此类新型固态电池材料的高性能电池产品。这对于电动车、便携式电子设备及储能系统的可持续发展将产生重要影响。

慕尼黑工业大学此次的研究成果显示了学术界在固态电池技术上的重大进步，也为激烈的电池市场注入了新的动力。在这个不断变化和发展的领域，科学家们的不断探索和创新将为我们带来更高效、环保的电池解决方案。