碳中和的实现，很大程度上有赖于高性能电池技术的发展。作为当前广泛使用的易燃液态电解质电池的潜在更安全替代方案，全固态电池（ASSBs）正受到能源领域和电动汽车行业的高度关注。不过，要真正实现全固态电池的大规模应用，仍有多重技术难题亟待解决。

其中一个关键挑战，是提升锂离子在电极内部的离子电导效率。离子在电极中的传输路径直接决定了电池的性能，而这些路径的网络结构和空间分布，会受到固态电解质（SE）颗粒状态的显著影响。

在实际电极中，SE颗粒通常被紧密堆积，离子只能在颗粒之间狭窄的缝隙中穿行。这种弯弯曲曲、并不笔直的传输路径被称为“曲折度”，而过高的曲折度会成为离子传导的主要阻力来源，限制电池的整体性能。

为缩短通往高性能ASSB的“离子路径”，大阪都立大学工学院副教授大崎修司带领的研究团队，系统研究了固态电解质颗粒尺寸对离子电导率的影响。

研究团队选用硫化物基固态电解质材料——磷硫氯化锂（LPSCl），通过改变研磨条件来控制其颗粒尺寸分布，制备出不同结构特征的电极层，并对其微观结构和电学性能进行了评估。相关成果已发表在《能源存储杂志》（Journal of Energy Storage）。

在分析过程中，研究人员采用离散元法（DEM）计算机模拟结合最短路径算法，对电极内部的微观离子传导路径进行了可视化和定量分析。

结果显示，与仅由单一、均匀尺寸颗粒构成的电极相比，混合多种颗粒尺寸的电极，其整体曲折度明显降低。较大颗粒能够“插入”由小颗粒构成的簇状结构之中，相当于在电极内部开辟出额外的旁路通道，为离子提供更直接的传输路径。

在这种结构下，离子在运动过程中需要跨越的颗粒间界面数量减少，传输路径更接近几何上的最短距离，从而有效降低了传输阻力。

大崎修司表示，本研究明确指出，颗粒尺寸分布是降低电极曲折度、改善离子传输行为的关键调控参数。

他进一步指出，基于这些发现，只需在现有材料体系中优化颗粒尺寸分布，就有望显著提升全固态电池的性能，而无需依赖昂贵的新材料开发。这一策略不仅有助于增强电动汽车（EV）的快速充放电能力，也有望提高电池制造工艺的整体效率。