近日，德国慕尼黑工业大学（TUM）联合研究团队宣布，成功开发出由锂、锑、钪构成的新型金属复合材料，其锂离子传导速率较现有材料提升逾30%，创下固态电池领域新纪录。该成果通过精准构筑晶格空位实现离子迁移效率飞跃，相关研究发表于《先进能源材料》杂志，并已进入专利申请阶段。
研究团队创新性地将锂锑化合物中的部分锂原子替换为钪金属，在晶体结构中形成三维贯通的晶格空位网络。这些空位如同为锂离子铺设的专用通道，大幅降低迁移阻力，使材料在0.25 mS/cm的离子电导率下实现超快响应。实验显示，新材料的锂离子扩散系数高达1.8×10⁻⁸ cm²/s，较传统硫化物电解质提升32%。更令人瞩目的是，该材料仅需微量钪（0.1-0.3原子百分比）即可诱导结构无序化，而此前同类材料需添加5种额外元素才能实现类似性能。
“这不仅是基础研究的突破，更为固态电池商业化铺平了道路。”团队负责人托马斯·法斯勒教授表示。新材料兼具优异的热稳定性（分解温度＞400℃）和工艺兼容性，可通过成熟的湿化学法规模化制备。经德国弗劳恩霍夫研究所验证，其同时具备离子/电子双重传导能力（电导率＞10⁻³ S/cm），可作为电极添加剂直接优化界面反应动力学。目前团队已成功将材料集成至实验室原型电池，在2C倍率下实现92%的容量保持率。
该发现揭示了“单一元素掺杂诱导空位”的普适性原理，研究团队正探索其在锂磷系统中的应用。姜景文研究员指出：“同样的设计思路可简化其他高导电性材料的开发流程，预计将引发材料科学领域的连锁创新。”随着宁德时代、丰田等巨头加速固态电池布局，此项技术或于2027年进入中试生产阶段，推动电动汽车续航突破1000公里。
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