材料信息学有助于开发可充电电池的高性能固体电解质

可再生能源应用的激增，加上近年来电动汽车市场的快速增长，大大增加了对高性能全固态电池的需求。

与传统的基于液体电解质的电池相比，固态电池具有更高的能量密度、更好的安全性、更长的使用寿命以及在宽温度范围内的可靠运行。

然而，它们的广泛应用仍然存在挑战，包括低离子电导率、高界面电阻以及电解质中粒子-粒子界面的存在，导致电阻增加和能量密度降低。

值得注意的是，高性能固体电解质的研究主要集中在无机和有机固体电解质上。无机固体电解质只传输锂离子，而有机固体电解质允许阴离子和其他物质迁移。然而，这会导致电极发生副反应，导致容量降低和不良影响，例如电池性能和寿命下降。

相比之下，无机电解质不易发生副反应，电池寿命更长，性能更高。然而，它们也有自己的挑战。例如，氧化物型无机固体电解质稳定性较低，需要高温烧结，而硫化物型电解质会与大气中的水分发生反应，产生有毒的硫化氢气体。

为了解决这些问题，日本的研究人员开展了一项新研究，将重点转向有机离子塑料晶体(OIPC)。这项研究发表在《ACS 应用电子材料》杂志上。

OIPC 由有机阳离子和合适的无机阴离子以及相同阴离子的锂盐组成。这些材料完全由离子组成，具有高离子电导率、高稳定性和可忽略不计的可燃性，非常适合用作电池的固体电解质。

OIPC 的一个显著特点是它们在固体结晶相和液体相之间的相变，称为塑性结晶相。尽管具有这些优点，但对于实际应用，OIPC 仍然需要更高的离子电导率。

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