眾所周知，鋰電池幾乎用于全世界的各種電子設備，其中包括筆記本電腦、iPad、衛星、人工心臟和智能手機等。而最近，弗吉尼亞州立邦聯大學的研究人員正在努力提高鋰離子電池的導電性和安全性。
弗吉尼亞州立邦聯大學的物理學特聘教授PuruJena表示，目前科學家們可以預防液態電解質所導致的鋰電池的不穩定問題。所以，盡管存在這種不穩定性，但液態電解質仍被廣泛使用于鋰電池中，因為它們比那些更穩定的固態電解質具有導電優勢。
但Jena和其同事洪方的理論研究表明，人類也許可以設計出一種導電能力不輸液態電解質，同時還十分穩定的固態電解質。他們的研究結果將于本月底在《美國科學院學報》上發表，這可能會催生出更安全、更強大的鋰電池。
Jena說道：“理論上來說，在穩定性和導電性方面，也許魚和熊掌是可以兼得的。”
我們都知道，電解質是電池的核心，是由正負離子所組成的鹽。正離子是那些質子比電子多的原子，而負離子則是電子比質子多的原子。在鋰電池中，正的鋰離子通過電解質在電極之間流動。鋰離子可以通過液態電解質自由流動，但在固態電解質中流動性較低，而這就會降低電導率。因此，為了提高固態電解質的電導率，研究人員制作了一種計算模型，其中單個的負離子被去除掉了，取而代之的是負離子團簇(負離子群)。
這些科學家們在其他研究人員以前測試過的固態電解質上獲得了啟發。起初，這種電解質屬于一種被稱為“反鈣鈦礦型氧化物”，其中一個氧原子和三個鋰原子組成一個正離子，然后這個正離子再與一個氯離子連接。而在新的計算模型中，氯離子被一個硼原子和四個氟原子結合成的負離子團簇所取代了，這種做法可能會提高導電性。
洪方表示：“用離子團簇取代氯離子可以提高導電性，因為離子團簇的體積更大，可以使鋰離子像在液體中一樣快速移動。”目前，Jena和洪方正在尋找合作者，在實驗室環境中測試他們的計算模型，最終實現其在鋰電池上的應用。
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