慕尼黑工業大學（TUM）的研究團隊在固態電池技術探索中邁出了關鍵步伐，他們成功研制出一種創新的復合材料，該材料由鋰、銻及鈧元素構成，其鋰離子傳導性能相較于現有材料提升了30%以上。
領導這項研究的是TUM無機化學系的托馬斯·F·法斯勒教授。研究團隊通過巧妙地將鋰銻化合物中的部分鋰原子替換為鈧金屬，從而在材料的晶體結構中引入了獨特的“空位”。這些空位仿佛為鋰離子開辟了快速通道，使其能夠更為順暢且迅速地穿梭于固態電池之中。
研究團隊的研究成果在《先進能源材料》期刊上發表，題為《鈧誘導的Li3Sb結構無序與空位工程——實現Li3-3xScxSbv中的卓越離子傳導性》。在這一過程中，研究團隊面臨了材料同時具備導電性的特殊挑戰，為此他們不得不調整傳統的測量方法。共同作者托比亞斯·庫施表示，盡管測量工作復雜，但經過多次驗證，他們確認了新材料的卓越性能。
法斯勒教授認為，這一發現不僅在基礎研究領域具有重要意義，而且為固態電池材料的創新提供了全新的視角。“通過微量鈧的添加，我們揭示了一種全新的機制，這可能為其他元素組合的研究提供靈感。”他說道。
盡管在正式應用于電池之前，新材料還需經歷一系列嚴格的測試，但研究團隊對其前景充滿信心。法斯勒教授指出，這種能夠同時傳導離子和電子的材料非常適合作為電極添加劑，并已經為其申請了專利。新材料還展現出了良好的熱穩定性，且能夠通過現有的化學工藝輕松制造，這些特性都為其商業化應用奠定了堅實基礎。
TUM的研究人員在這一過程中還意外發現了一個全新的物質類別。研究的第一作者、來自TUMint.EnergyResearch GmbH的姜景文研究員強調，他們的研究不僅限于鋰-銻系統，同樣的概念也可以應用于鋰-磷系統。與以往需要多種額外元素優化的材料相比，他們的新材料僅需添加鈧這一種元素，這大大簡化了制備過程。“我們相信，這一發現將對提升其他材料的導電性產生深遠影響。”姜景文說道。
TUMint.EnergyResearch GmbH是此次研究的重要參與者之一，該機構由慕尼黑工業大學和巴伐利亞州經濟事務部于2019年共同成立，旨在整合TUM在固態電池領域的專業知識，為工業項目提供有力支持。目前，該機構擁有約20名科學家，他們分別隸屬于TUM的各個相關系所。從法律層面來看，TUMint.EnergyResearch GmbH是TUM International GmbH的子公司。
