据外媒报道，由加州大学圣地亚哥分校（University of California San Diego）工程师共同领导的研究团队开发出新型金属合金负极设计策略，有望显著提升下一代固态电池的性能和耐久性。这项研究成果或将推动电动汽车实用化、高性能储能技术的发展。

图片来源： 加州大学圣地亚哥分校

该团队专注于锂铝合金负极的研究。他们研究了锂离子在材料不同相（富锂的“β”相和贫锂的“α”相）中的运动方式，以及这些相如何影响电池性能。通过调节锂铝比例，研究人员成功控制了合金中β相的分布。

研究人员发现，增加β相的比例能显著增强金属合金中锂离子的运动——它为锂离子扩散提供了通道，其扩散速度比在α相中快100亿倍。β相还能形成更致密、更稳定的电极结构，并增强电极与固体电解质之间的锂离子扩散通道。

测试表明，采用富含β相的锂铝合金电极的电池具有高充放电倍率，并且在2000次循环后仍能保持容量。

研究人员指出，这是首个建立锂铝合金中β相分布与锂扩散行为之间相关性的研究。该发现有望指导未来合金基电极的设计，从而实现更高的能量密度、更快的充电速度和更长的使用寿命。

这项发表于期刊《Nature Communications》的研究由加州大学圣地亚哥分校雅各布工程学院（Jacobs School of Engineering）的Zheng Chen和Yuju Jeon领导。合作者包括加州大学欧文分校、加州大学圣巴巴拉分校和LG能源解决方案公司（LG Energy Solution）的研究人员。该研究得到了LG能源解决方案公司-加州大学圣地亚哥分校前沿研究实验室（Frontier Research Laboratory）的支持。