美国肯尼索州立大学的研究团队正致力于开发一种硫改性的固体电解质，以优化固态电池中锂离子的传输能力，从而解决该技术面临的关键挑战之一。

固态电池采用固体材料替代传统锂离子电池中的液体电解质，能够降低火灾风险并增强热稳定性。然而，锂离子在固体介质中的移动速度较慢，限制了充电速率与整体性能表现。

这项研究由该校电气与计算机工程系的助理教授江蓓蓓主导，其团队专注于一种结合陶瓷与聚合物成分的复合固体电解质。通过引入硫基化学基团对材料进行改性，研究人员期望降低界面电阻，促进锂离子更高效地迁移。

江教授表示：“我们的目标是替换所有易燃组件，使电池更为安全。通过移除液体电解质并重新设计内部的固体材料，我们能够减少过热、短路和火灾的风险，同时提升性能。”

固态电池被视为电动汽车、电网储能及消费电子领域的未来发展方向，但离子传输缓慢的问题长期存在。江教授团队的工作重点在于改善不同固体材料间的内部结合，而非重构整个电池架构。

该团队将硫基基团融入复合电解质，增强了陶瓷相与聚合物相之间的结合力，从而降低了界面阻力，使锂离子在固体结构中的移动更为顺畅。

江教授比喻道：“锂离子如同高速公路上的车辆，我们的硫改性技术就像平整道路，让离子移动更快，这意味着电池可以加速充电并优化性能。”

实验过程中，研究人员还观察到硫与电解质陶瓷部分中的锆元素之间存在显著的相互作用。据团队介绍，这种作用对性能提升起到了关键影响，且在以往的固态电池研究中尚未被记录。

江教授指出：“我们是首个提出硫与锆之间存在这种强相互作用的团队，相信这是性能改善的主要原因。”这一发现源于早期测试中学生注意到反应速度远超预期，团队随后深入探究原因并调整工艺使其可控。

江教授补充道：“这近乎偶然，反应在几秒内发生并迅速失控。”

目前，大部分研究工作在肯尼索州立大学玛丽埃塔校区的实验室内进行，学生负责材料合成、原型电池组装，并采用纽扣电池设计测试性能。该项目已获得美国国家科学基金会20万美元资助及校内种子基金支持。

江教授说明：“我们当前的重点是验证该设计的有效性与稳定性，一旦证实，便可考虑规模化生产。”尽管技术仍处早期阶段，但研究人员认为，若能证明长期稳定性与可制造性，该方法有望应用于多种电池场景。