锂离子电池（LIB）广泛应用于电器和车辆，但如何确保其安全性是一个问题。虽然使用固态电池有助于缓解安全问题，但固体电极和电解质之间的界面不利于实现锂离子的最佳传输。此外，固体电极膨胀和收缩会破坏接合界面，并阻碍离子传输。因此，这需要开发具有稳定接合界面的高效固态电池，以提高其安全性、实用性和性能。

（图片来源：同志社大学）

据外媒报道，为了应对这些挑战，日本同志社大学（Doshisha University）和TDK株式会社（TDK Corporation）的研究团队开发出不易燃的准固态LIB，可以克服传统电池的局限性。

同志社大学Ryosuke Kido表示：“增加正极和负极活性材料的容量，以实现更高的能量密度，这会降低循环性能和安全性。此次开发的阻燃型准固态电池结合液体电解质和固体电解质，为高能量密度全固态电池提供了更安全、更耐用的替代品。”

新型电池设计包括硅负极和LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2（NCM811）正极，后者被认为是LIB的下一代材料。这些电极由小原光学公司（Ohara）提供的固体锂离子导电玻璃陶瓷片（LICGC™）隔开。为了提高兼容性和性能，研究人员开发了针对每个电极定制的不易燃、接近饱和的电解质溶液。这些溶液使用三（2,2,2-三氟乙基）磷酸酯和甲基2,2,2-三氟乙基碳酸酯，它们与电极和固体电解质界面兼容。由此产生的30 mAh级准固态软包电池表现出优异的离子电导率、热稳定性和电化学性能。

研究人员继续使用电化学阻抗谱、充放电测试和加速量热仪（ARC）来评估准固态LIB的热稳定性和电化学性能。值得一提的是，该电池表现出高充电/放电容量、良好的循环性能，并且内阻变化不大。此外，ARC测试表明，具有相应电解质溶液的Si-LICGC-NCM811结构的热稳定性更好，即使在150℃左右的高温范围内，与副反应相关的产热也非常低。

Kido表示：“随着世界走向碳中和，近年来电动汽车备受关注。开发具有长寿命、高度安全的汽车电池十分重要。这种准固态电池有望提高液体基LIB的寿命，并提高能量密度，同时保持全固态电池的安全性。”

总体而言，这项研究朝着开发下一代储能解决方案（平衡安全性、效率和环境可持续性）迈出了一步。这项研究中提出的LIB富有潜力，有助于实现高效、安全的下一代电动汽车和无人机等无线设备。其广泛应用可以提高用户便利性，并促进经济的可持续增长。