硅阳极以其能量密度而闻名，比当今商业锂离子电池中最常用的石墨阳极高10倍。但是，硅阳极在电池循环过程中，容易膨胀继而分崩离析，导致性能迅速下降。而且，它们的液体电解质中会降解。尽管具有诱人的能量密度，但这些缺点无法使全硅阳极应用于商用锂电池中。
近日，加州大学圣地亚哥分校和LG Energy Solution的研究人员合作领导一项研究。他们创造了一种新型电池，该电池同时使用固态电解质和全硅阳极，使其成为硅全固态电池。几轮测试表明，新电池安全、持久且能量密集，将有望用于电动汽车供电系统中。
加州大学圣地亚哥分校纳米工程教授Shirley Meng说：“作为电池研究人员，解决根本问题至关重要。对于硅阳极而言，我们知道其中一个大问题就是其液体电解质不稳定。”
在实验过程中，他们使用了基于硫化物的固体电解质。实验表明，这种固体电解质在全硅阳极的电池中非常稳定。此外，他们去除了与全硅阳极一起使用的碳和粘合剂，这大大减少了与固体电解质的界面接触（和不需要的副反应），避免连续容量损失。而且，研究人员使用了微硅，与更常用的纳米硅相比，微硅加工更少，成本更低。
研究的主要作者Darren HS Tan说：“新设计出来的硅全固态电池突破了传统电池的诸多限制，让我们有机会能满足市场更高性能、更低成本和更安全电池的需求。”
该项研究的成果被发表在《科学》期刊上。
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