日媒：日本在高性能全固态锂离子电池上取得新突破

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据日媒报道称，日本名古屋大学大学院工学研究科的矢岛健副教授、高泽千佳硕士研究生（课程前期）、佐藤大介硕士研究生（课程前期，当时）、以及入山恭寿教授等人组成的研究团队于2026年8月宣布，成功培育出作为氧氟化物固体电解质的毫米级单晶，并实现了最高水平的体相锂离子电导率，这一成果有望推动高性能全固态锂离子电池的开发。

全固态锂离子电池中，固体电解质的锂离子传导性能对电池的输出功率和充放电速度有重大影响。在此背景下，氧化物和氟化物作为固体电解质备受关注。然而，锂离子电导率较低等问题一直是挑战。

此次，日本研究团队聚焦于烧绿石型氧氟化物"Li₂₋ₓLa₁₊ₓ/₃Nb₂O₆F（LLNOF）"。已有报告指出，在多晶体Li₁.₂₅La₀.₅₈Nb₂O₆F中，室温下锂离子电导率达到7.0 mS cm⁻¹。但由于是多晶样品，锂离子电导率与成分之间的依赖关系尚未得到充分阐明。

为此，研究团队培育了毫米级的LLNOF单晶，研究了其体相锂离子电导率、成分依赖性以及晶体结构。结果显示，其离子传导特性在25°C下达到12.0 mS cm⁻¹，超过了多晶体的数值。研究团队在两个不同的晶体方向上测量了锂离子电导率，但几乎没有观察到差异。

接下来，研究团队培育了不同成分的单晶，并分别评估了它们的离子传导特性。随着x减小，锂离子电导率上升，活化能降低。在x = 0.61的单晶中，体相锂离子电导率在25°C下达到了最大16.3 mS cm⁻¹，据称"实现了世界最高值"。

此外，为了阐明快速离子传导的起源，研究团队通过单晶X射线衍射进行了精密晶体结构分析，并利用差傅里叶分析和最大熵方法研究了氟化物离子周围的电子密度。结果表明，氟化物离子会局部占据偏离周围由锂、镧和空位构成的四面体中心约0.32 Å的位置。

当锂离子移动到空位时，锂离子与空位的位置发生交换，氟化物离子的稳定位置也会随之切换到朝向空位的方向。通过晶体结构分析，日本研究团队揭示了这种与锂离子移动联动的氟化物离子局部弛豫机制，正是支撑LLNOF快速离子传导的关键。

关键词 nb 单晶 日媒 日本 电导率 固态电池 锂