东京工业大学：加热可以显著提高全固态电池的性能

来自东京工业大学、东京大学和产业科技研究所等的研究小组于1月7日宣布，他们发现尽管全固态电池的性能会因大气中的水蒸气而降低，但可以通过加热恢复。该技术将有助于全固态电池的实际应用，有望用于电动汽车。

使用固体电解质的全固态电池可以提供更快的充电和更高的安全性，并有望取代使用易燃液体电解质的锂离子电池，成为次世代电池。然而，固体电解质和电极之间的界面电阻很高，而且充电时间比锂离子电池长。

研究小组为了研究界面电阻增加的原因，将电极表面分别暴露在空气、氧气、氮气、氢气和水蒸气五种气体中，并研究了它们对电池性能的影响。结果显示，在暴露于氧气、氮气和氢气之后，没有观察到性能的下降，但暴露于空气和水蒸气时，界面电阻增加了10倍以上。特别是水蒸气，造成了电极的严重退化，并观察到性能的显著下降。

此外，当使用被水蒸气降解的电极制造电池，并在操作前进行150℃的热处理一小时后，电池的操作特性得到明显改善。界面电阻的大小为10.3Ωcm2，不到热处理前的十分之一。这个抵抗值几乎与没有暴露在空气或水蒸气中制造的界面电阻（10.9Ωcm2）相同。重要的是在完全成为电池后再加热，与组装前加热的电池的性能也并未发生变化。

这些性能的变化是由氢阳离子（质子）引起的。质子从水蒸气中进入电极，阻碍了锂离子的界面传输，导致界面电阻增加。同时研究发现，热处理通过将质子转移到固体电解质中，能够恢复到正常的界面。

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