近期，全固態電池領域迎來了一項重大突破。隨著電動交通等領域對電池能量密度和壽命要求的不斷提高，全固態電池因其卓越的安全性和高比能量而備受矚目。北京大學材料科學與工程學院龐全全教授的研究團隊，在這一領域取得了顯著成果。
龐全全團隊成功研發出一種新型玻璃相硫化物固態電解質材料，該材料具備出色的離子電導率。基于這一創新材料，團隊進一步開發出全固態鋰硫電池，該電池在快充性能和循環壽命上均展現出卓越表現。
這一研究成果已在國際頂級學術期刊《自然》上發表，題為“All-solid-state Li?S batteries with fast solid?solid sulfur reaction”。該論文詳細闡述了新型電解質材料的設計與合成，以及其在全固態鋰硫電池中的應用。
據龐全全教授介紹，傳統全固態鋰硫電池面臨性能和壽命的雙重挑戰。團隊通過引入含有氧化還原活性的碘元素，激活了電池中難以進行的兩相界面反應，實現了快速固固硫反應。這一創新機制不僅解決了電解質充電副反應的問題，還將其轉化為有益于氧化還原的介導反應。
實驗結果顯示，新型全固態鋰硫電池在快充性能上取得了顯著突破。在2C倍率下，電池能夠釋放出高達1497 mAh g?1的比容量；即使在20C超高倍率充電時，其容量仍可達到784 mAh g?1。在常溫下以5C倍率循環25000次后，電池仍能保持80.2%的初始容量，展現出優異的循環穩定性。
龐全全團隊的研究不僅為全固態鋰硫電池的技術發展提供了重要的理論指導意義，還為拓展全固態電池的性能邊界帶來了新契機。這一成果有望在下一代汽車動力電池、低空飛行動力、高端電子電池等多個領域產生深遠影響。
為了深入探究碘的氧化還原現象，研究團隊還利用飛行時間二次離子質譜對電池進行了詳細分析。結果證明，在電池充電過程中，正極內部的I?和I??物種顯著增加；而在放電后，這些物種的數量則相應減少，表明存在可逆的碘氧化還原行為。
龐全全教授表示，這一創新機制的實現得益于團隊對電解質材料的化學及結構設計的深入研究。通過引入碘元素并優化電解質結構，團隊成功激活了傳統電池中難以進行的反應，從而實現了全固態鋰硫電池在快充性能和循環壽命上的雙重突破。
