無鍺固態(tài)電解質(zhì)
該研討團(tuán)隊(duì)在在美國化學(xué)會(huì)（ACS）期刊——《資料化學(xué)（Chemistry of Materials）》上宣布了論文，其技術(shù)計(jì)劃為：選用錫與硅代替固態(tài)電解質(zhì)內(nèi)的鍺（germanium）元素，因?yàn)樯鲜鰞身?xiàng)資料的化學(xué)安穩(wěn)性更強(qiáng)。相較于液態(tài)電解質(zhì)，新資料提高了鋰離子的導(dǎo)電率。在議論其研討成果時(shí)，Ryoji Kanno與他的搭檔表明：“這款固態(tài)電解質(zhì)不含鍺，將來或許所有固態(tài)電池都會(huì)選用該電解質(zhì)?！?br />
配有固態(tài)電解質(zhì)（SEs）的全固態(tài)電池體系有望比賽新一代電池。據(jù)估計(jì)，該類電池所能供給的電量大、動(dòng)力密度高、功能安穩(wěn)、安全功能也有所提高。硫化物基鋰離子導(dǎo)體（Sulfide-based lithium-ion conductors）的導(dǎo)電性高、電化學(xué)窗口（也有譯作：“電位規(guī)模”，electrochemical windows）及機(jī)械功能也不錯(cuò)。為此，現(xiàn)在很多機(jī)構(gòu)都在大力研制固態(tài)電解質(zhì)。
Li10GeP2S12（LGPS）是結(jié)晶硫電解質(zhì)商品系列的新成員，其導(dǎo)電性為1.2×10？2 S cm？1，可比美有機(jī)液態(tài)電解質(zhì)（organic liquid electolytes）。全固態(tài)電池LiCoO2/LGPS/In？Li選用LGPS電解質(zhì)，其充放電功能適當(dāng)出色。但是，鍺元素報(bào)價(jià)相對較貴，或?qū)⒓s束LGPS資料的廣泛使用。
在規(guī)劃鋰離子導(dǎo)體時(shí)，晶體構(gòu)造類型也是一項(xiàng)重要因素。若不一樣資料的構(gòu)造類型附近，且固體的導(dǎo)電性高，那么新資料的導(dǎo)電功能就會(huì)非常好。LGPS類構(gòu)造的鋰離子分散率高。將來，硅基及錫基的無鍺資料均也許被用作為固態(tài)電解質(zhì)并得到實(shí)踐使用。
新資料的原子排布被命名為LSSPS。新款無鍺資料選用的成果為Li10.35[Sn0.27Si1.08]P1.65S12(Li3.45[Sn0.09Si0.36]P0.55S4。
全固態(tài)電池的優(yōu)勢
相較于選用鋰離子導(dǎo)電液體的多見鋰離子電池，將來的全固態(tài)電池具有以下優(yōu)勢：安全性及可靠性得到提高，儲(chǔ)能量較高、使用壽命更長。
超離子導(dǎo)體（superionic conductors）——固態(tài)晶體（solid crystals）的研討發(fā)現(xiàn)提高了鋰離子的移動(dòng)速率，進(jìn)而推進(jìn)這類電池的研制進(jìn)展，但這款遠(yuǎn)景較好的規(guī)劃卻一度依賴于對稀有金屬鍺的使用，因?yàn)槠鋱?bào)價(jià)過于貴重，無法完成大規(guī)模使用。
Kanno表明，因?yàn)榛瘜W(xué)安穩(wěn)性高且易于安裝，這款新資料提高了對固態(tài)電解質(zhì)進(jìn)行精細(xì)調(diào)整的也許性，進(jìn)而滿意各類工業(yè)需要及花費(fèi)需要。
2011年，Kanno及其團(tuán)隊(duì)成員與豐田汽車、日本的高能加快研討機(jī)構(gòu)（KEK）展開協(xié)作，在宣布的論文中引進(jìn)了構(gòu)造為Li10GeP2S12(LGPS)的固態(tài)電解質(zhì)。該資料在純固態(tài)電池研制競賽中占有了先手，該團(tuán)隊(duì)還根據(jù)LGPS構(gòu)造研制其他的固態(tài)電解質(zhì)并取得了成效。
優(yōu)化LGPS框架構(gòu)造提高功能
在近來發(fā)布的一篇論文中，研討人員保留了相同的LGPS框架構(gòu)造，對錫、硅及其他成分的原子的速率及位置散布進(jìn)行了精細(xì)調(diào)整。其研討成果LSSPS資料（成分：Li10.35[Sn0.27Si1.08]P1.65S12(Li3.45[Sn0.09Si0.36]P0.55S4)）在室溫下的鋰離子導(dǎo)電性為1.1 x10-2 S cm-1，簡直挨近開始的LGPS構(gòu)造的功能。
雖然還需要進(jìn)行進(jìn)一步的調(diào)整，研討人員可根據(jù)其不一樣的用途來優(yōu)化資料功能，為下降生產(chǎn)本錢帶來了新期望，且不用犧牲資料的功能。
循環(huán)伏安圖及充放電曲線。該資料的安穩(wěn)性高，充放電能力強(qiáng)，在20次充放電周期內(nèi)，其容量堅(jiān)持率（capacity retention）高。
