一種快速的鋰離子傳導性固體電解質材料，與典型電池中使用的液體電解質相當。為鋰離子超導體開發的創新合成方法，在生產率和材料效能之間沒有任何妥協。
韓國科學技術研究院能源材料研究中心（KIST，代理院長Yoon，Seok-jin）的Hyoungchul Kim博士的研究團隊成功開發了一種可用於高強度硫化物的超離子導體。全固態電池中的高效能固體電解質。
超離子導體：一種具有高離子傳輸效能的材料，對應於室溫下10至100 mS / cm的離子電導率。這些材料最近在各種電化學裝置（例如電池，燃料電池和感測器）中用作電解質，因此備受關注。
這種新材料在室溫下可提供10.2 mS / cm的鋰離子電導率，可與典型鋰離子電池所用的液體電解質媲美。研究團隊還報告了一種新的合成技術，該技術可以將現有合成技術的處理時間減少三分之一以上。我們希望這項技術將大大加速超離子固體電解質材料的批次生產，並有助於全固態電池的商業化。
當前，基於液體電解質的鋰離子電池主要用於電動車輛和儲能裝置的電池。然而，由於最近已經多次提出電池安全性問題，因此對於使用可燃液體電解質的現有電池的使用的各種關注已經增加。
為了解決該安全問題，近來，全固態電池技術引起了極大的關注，在該技術中，所有電池元件都被固態材料所替代。但是，與其中鋰離子可以自由移動的液體電解質不同，固體電解質的鋰離子電導率低至液體電解質的1/10至1/100，因為鋰離子的運動被限制在剛性固體晶格。這是全固態電池技術發展中最重要，最困難的挑戰之一，其技術和經濟價值非常巨大。
Kim博士在KIST的研究團隊開發了一種具有超離子傳導性的固體電解質，該電解質使用了一種基於硫化物的結晶結構，稱為銀輝石。
同時，由於其高的鋰離子濃度和結構穩定性，該晶體結構具有很高的利用率，但由於鋰離子在八面體籠中的結構獨特性，其鋰離子電導率仍低於4 mS / cm。菱鎂礦晶體。該研究小組新開發了一種新穎的鋰離子通道，該通道透過應用一種在特定原子位置選擇性取代氯（一種鹵素元素）的技術，可以跨越八面體籠。
硫銀鍺礦：這是在Ag8GeS6透過克萊門溫克勒礦物發現於1886年最近的晶體結構，許多研究已經與鹼金屬如Li置換陽離子位點並將它們應用到電化學裝置中進行。
由KIST研究人員開發的新型固體電解質材料，其鋰離子電導率為10.2 mS / cm，相當於室溫下常規液體電解質的電導率，並且在各種電池工作條件下仍保持電化學穩定性。
此外，KIST研究團隊報告的新合成方法已引起了更多關注，因為它可以最大限度地提高超離子固體電解質材料的批次生產能力。儘管傳統的固態反應過程需要幾天以上的處理時間，但這項研究提出了一種簡單的合成方法，該方法將奈米晶成核過程與紅外快速熱處理技術相結合，可將處理時間縮短至10小時以內。
固態反應過程：一種幹基材料過程，其中一種或多種固體反應產物隨基本粒子的擴散而形成。為了使反應以適當的速度發生，通常需要高溫熱處理。
金博士說：“在全固態電池技術領域，包括日本在內的外國研究人員正在引領這項研究。在這項研究中，開發出具有優異批次生產能力的高效能固體電解質材料具有重要意義。” 他進一步評論說：“透過快速工藝合成超離子硫化物材料很可能會商業化，並且將來可以作為固體電解質廣泛應用於電動汽車和儲能系統中。”
該研究得到了民用軍事技術合作研究所的雙重使用技術計劃的支援，該計劃獲得了貿易，工業和能源部（宋雲str部長）和國防採購計劃管理局（王中Jung部長）的財政支援。洪）。這項工作還得到了韓國科學技術研究院的機構研究計劃以及由科學和資訊通訊技術部資助的國家研究基金會解決氣候變化的技術開發計劃的支援（財長崔基永）。這項研究的結果已線上發表在《奈米快報》（IF：12.279，佔JCR的前5.743％）上，這是一本在奈米科學和奈米技術領域享有盛譽的國際期刊。