慕尼黑工业大学（TUM）的研究团队在固态电池技术探索中迈出了关键步伐，他们成功研制出一种创新的复合材料，该材料由锂、锑及钪元素构成，其锂离子传导性能相较于现有材料提升了30%以上。
领导这项研究的是TUM无机化学系的托马斯·F·法斯勒教授。研究团队通过巧妙地将锂锑化合物中的部分锂原子替换为钪金属，从而在材料的晶体结构中引入了独特的“空位”。这些空位仿佛为锂离子开辟了快速通道，使其能够更为顺畅且迅速地穿梭于固态电池之中。
研究团队的研究成果在《先进能源材料》期刊上发表，题为《钪诱导的Li3Sb结构无序与空位工程——实现Li3-3xScxSbv中的卓越离子传导性》。在这一过程中，研究团队面临了材料同时具备导电性的特殊挑战，为此他们不得不调整传统的测量方法。共同作者托比亚斯·库施表示，尽管测量工作复杂，但经过多次验证，他们确认了新材料的卓越性能。
法斯勒教授认为，这一发现不仅在基础研究领域具有重要意义，而且为固态电池材料的创新提供了全新的视角。“通过微量钪的添加，我们揭示了一种全新的机制，这可能为其他元素组合的研究提供灵感。”他说道。
尽管在正式应用于电池之前，新材料还需经历一系列严格的测试，但研究团队对其前景充满信心。法斯勒教授指出，这种能够同时传导离子和电子的材料非常适合作为电极添加剂，并已经为其申请了专利。新材料还展现出了良好的热稳定性，且能够通过现有的化学工艺轻松制造，这些特性都为其商业化应用奠定了坚实基础。
TUM的研究人员在这一过程中还意外发现了一个全新的物质类别。研究的第一作者、来自TUMint.EnergyResearch GmbH的姜景文研究员强调，他们的研究不仅限于锂-锑系统，同样的概念也可以应用于锂-磷系统。与以往需要多种额外元素优化的材料相比，他们的新材料仅需添加钪这一种元素，这大大简化了制备过程。“我们相信，这一发现将对提升其他材料的导电性产生深远影响。”姜景文说道。
TUMint.EnergyResearch GmbH是此次研究的重要参与者之一，该机构由慕尼黑工业大学和巴伐利亚州经济事务部于2019年共同成立，旨在整合TUM在固态电池领域的专业知识，为工业项目提供有力支持。目前，该机构拥有约20名科学家，他们分别隶属于TUM的各个相关系所。从法律层面来看，TUMint.EnergyResearch GmbH是TUM International GmbH的子公司。
