现代锂离子电池为电动汽车、移动设备等各类设备提供动力，但其液体成分存在起火风险，且性能已接近极限。随着能源存储在商业和国防领域愈发重要，市场对更安全、更强大的电池替代品需求快速增长。近日，德克萨斯大学达拉斯分校的一个研究小组可能找到了前进方向。

该研究小组的研究表明，混合两种固体电解质材料会形成一层特殊结构，进而促进固态电池内部的离子流动。这一突破有望克服制造更安全、高容量且不含液体电解质电池的关键障碍。

据德克萨斯大学达拉斯分校材料科学与工程系助理教授苏来索博士介绍，这种促进离子流动的效应是由两种材料之间的化学差异造成的。他表示：“当不同的固体电解质材料发生物理接触时，它们的边界上会形成一层，由于每种材料的化学势不同，带电粒子或离子会聚集在这里。这种效应促进了离子的运动，超出了任何一种材料本身所能达到的范围。”苏来索将这一结果比作食谱中混合两种成分，意外获得比单独使用任何一种成分更好的效果。

此次研究的重点是氯化锆锂和氯化钇锂。研究人员称，这些化合物有助于形成改善离子传输的独特通道。目前，大多数锂离子电池依赖易燃液体电解质，固态电解质虽更安全，但提高效率难度较大。若材料不能以正确方式相互作用，离子在固体中的运动会减慢。

苏来索认为，这一发现提出了一种设计更好固体电解质的新方法，即通过仔细选择以增强离子运动的方式相互作用的材料，有可能生产出性能更优的固态电池。

据悉，这项工作是德克萨斯大学达拉斯分校BEACONS计划的一部分。BEACONS计划于2023年启动，由国防部拨款3000万美元，专注于电池创新和美国制造。BEACONS中心主任兼共同通讯作者Kyeongjae Cho博士表示：“固态电池技术是BEACONS中心下一代电池化学研究的一部分，它有望使先进的电池系统能够提高无人机在国防应用中的性能。”