通过使用激活的电解质，这种材料能够促进更好地在电解质和电流收集器之间建立接触。
这个研究团队发现，使用具有特定物理性质的电解质可以改善锂离子在充放电过程中在电流收集器上的沉积和剥离。这种均匀的离子沉积能够提高电池的整体性能和使用寿命。
Hatzell表示：“通过这样的改良，我们能够更有效地促进电池的充放电周期，从而使这些新型固态电池在实际应用中更加可靠。”
这项研究展示了新型电解质的潜力，能够为电池行业带来革命性的进展，最终推动可再生能源的使用和电动交通的广泛普及。
尽管仍然面临许多挑战，Hatzell团队的研究为无阳极固态电池的未来开辟了新的前景，朝着在市场上实现大规模制造的目标迈出了重要的一步。
研究结果表明，尽管当前存在许多问题，但通过创新的材料和制造工艺，我们能够创造出更高效、更持久、且更环保的电池，为未来的清洁能源需求提供解决方案。
通过在电流收集器和电解质之间施加一层薄涂层，以促进更好的离子传输。
在他们的研究中，研究人员测试了几种称为中间层的涂层，以研究它们的结构和成分如何影响电池充电时的离子镀层。
与之前的研究一致，团队发现由碳和银纳米颗粒制成的中间层最能实现均匀的金属沉积。这些中间层中的银在电池充放电过程中与离子形成合金，实现均匀的镀层和剥离。
然而，团队发现银纳米颗粒的大小很重要。具有较大、200纳米银颗粒的中间层在电流收集器上形成了纤细、不均匀的金属结构。这些类似电线的结构使电池的耐用性降低，导致容量减少，并在几个充电循环后最终导致电池故障。
具有较小、50纳米银颗粒的中间层支持更致密和更均匀的结构，导致电池稳定性更高，功率输出更大。
“只有少数团队研究了这些中间层中实际发生的过程，”帕克说。“在其他发现中，我们证明了这些系统的稳定性与金属在电流收集器上镀层和剥离时的形态相关。”
帕克解释说，差异归结于合金化过程，这一过程导致中间层中的银颗粒膨胀。这种膨胀导致局部应力，可能改变中间层的结构，形成和扩展孔洞，阻碍离子的流动。当纳米颗粒较小且更均匀分散时，应力在中间层中更均匀分布。
“这些发现可以为制造这些中间层的策略提供指导，”帕克说。“通过减小银颗粒的大小，我们可以确保只获得中间层中银的优点，这反过来也可能使我们能够即使在低压力下实现良好的接触和均匀镀层。”
充电未来
除了她的团队的实验工作，哈策尔和几位MUSIC的合作者在1月2日发表在《自然材料》上的一篇论文中回顾了无阳极固态电池的当前状态，总结了近期进展并识别了突出的研究空白。
帕克和哈策尔一致认为，电池研究中最大的空白之一是证明实验室中成功的技术是否能够规模化并融入现有的电池制造供应链。在这方面，他们也充满希望。
在各种固态电池作为未来能源存储的希望已经许多年之后，哈策尔表示，中国、日本和韩国等国现在有近期的计划将固态电池推向市场。例如，三星承诺将在2027年开始大规模生产固态电池，而丰田的量产目标是2030年。
“挑战在于在短短几年内从研究转向现实世界，”哈策尔说。“希望我们现在在MUSIC所做的工作能够支撑这些下一代电池的大发展和大规模部署。”
