固態(tài)電池商業(yè)化進(jìn)程迎來(lái)關(guān)鍵進(jìn)展——加州大學(xué)圣地亞哥分校工程團(tuán)隊(duì)通過(guò)創(chuàng)新合金設(shè)計(jì)策略，顯著提升了電極材料的離子傳輸效率與結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。相關(guān)研究成果已于《自然·通訊》期刊正式發(fā)表，為下一代高性能固態(tài)電池的開(kāi)發(fā)開(kāi)辟了新路徑。

研究核心聚焦于鋰鋁合金負(fù)極的微觀結(jié)構(gòu)調(diào)控。團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，通過(guò)精準(zhǔn)調(diào)整鋰與鋁的原子比例，可形成兩種特征晶相：富含鋰的β相與鋰含量較低的α相。這兩種晶相如同離子運(yùn)動(dòng)的"雙軌通道"，其中β相路徑的離子遷移速率較α相提升達(dá)百億倍量級(jí)。這種差異直接決定了電池充放電效率與循環(huán)壽命。

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，采用優(yōu)化β相分布的合金電極，不僅構(gòu)建了三維離子傳導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)，更形成了致密穩(wěn)定的電極結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)顯著改善了電極與固態(tài)電解質(zhì)的界面接觸質(zhì)量，在2000次充放電循環(huán)后仍保持90%以上的初始容量，同時(shí)維持高速率充放電能力。研究首次通過(guò)直接觀測(cè)證實(shí)了β相分布與鋰離子擴(kuò)散行為的定量關(guān)系。

該突破性成果源于跨學(xué)科團(tuán)隊(duì)的合作：由鄭晨教授與全有珠博士領(lǐng)銜，聯(lián)合加州大學(xué)歐文分校、圣塔芭芭拉分校及LG新能源共同完成。項(xiàng)目獲得LG新能源與加州大學(xué)圣地亞哥前沿研究實(shí)驗(yàn)室的聯(lián)合資助，體現(xiàn)了產(chǎn)學(xué)研協(xié)同創(chuàng)新的典范。

研究團(tuán)隊(duì)提出的"可控晶相工程"策略具有重要技術(shù)價(jià)值。通過(guò)精確調(diào)控晶相比例與空間分布，工程師可主動(dòng)設(shè)計(jì)內(nèi)部離子傳導(dǎo)通道，突破傳統(tǒng)材料依賴自然結(jié)晶的局限。這種設(shè)計(jì)范式為開(kāi)發(fā)高能量密度、快速充電的固態(tài)電池提供了全新思路，特別適用于電動(dòng)汽車(chē)等對(duì)儲(chǔ)能性能要求嚴(yán)苛的領(lǐng)域。

隨著固態(tài)電池技術(shù)成為全球能源存儲(chǔ)領(lǐng)域的競(jìng)爭(zhēng)焦點(diǎn)，該研究通過(guò)材料微觀結(jié)構(gòu)創(chuàng)新，為實(shí)驗(yàn)室技術(shù)向產(chǎn)業(yè)化轉(zhuǎn)化提供了關(guān)鍵支撐。相關(guān)成果已引發(fā)學(xué)術(shù)界與產(chǎn)業(yè)界的廣泛關(guān)注，其設(shè)計(jì)理念有望推動(dòng)新一代電池技術(shù)的跨越式發(fā)展。