一種生產鋰陶瓷的新型無燒結方法已經開發出來，為生產更有效率的鋰離子電池鋪平了道路。這種突破性方法為電池設計提供了一種可持續的經濟方法，有可能消除對鈷等元素的依賴。

鋰陶瓷可作為固體電解質，用於功率更大、成本效益更高的新一代可充電鋰離子電池。目前的挑戰是找到一種無需高溫燒結的生產方法。在最近發表在《Angewandte Chemie》雜誌上的一篇論文中，一個研究小組介紹了一種無燒結方法，用於高效、低溫合成導電結晶形式的此類陶瓷。

有兩個因素主導電動車電池的發展：一是功率，功率決定了汽車的續航里程；二是成本，成本是與內燃機競爭的關鍵。美國能源部旨在加快從汽油車向電動車的過渡，並制定了到2030 年降低生產成本和提高電池能量密度的宏偉目標。傳統的鋰離子電池無法實現這些目標。要製造出體積更小、重量更輕、功率更大且更安全的電池，一種極具前景的方法是使用固態電池，其陽極由金屬鋰而非石墨製成。傳統的鋰離子電池採用液態有機電解質，並用聚合物薄膜分隔陽極和陰極，而固態電池的所有組件都是固體。薄陶瓷層同時充當固體電解質和隔膜。它能有效防止鋰枝晶生長和熱失控造成的危險短路。此外，陶瓷電解質不含易燃液體。適用於高能量密度電池的陶瓷電解質/分離器為石榴石型鋰氧化物Li7La3Zr2O12-d（LLZO）。這種材料必須與陰極一起在1050 °C 以上的溫度下燒結，才能將LLZO 轉變為快速導鋰的立方晶相，使其充分緻密，並與電極牢固結合。然而，超過600 °C 的溫度會破壞可持續的低鈷或無鈷正極材料的穩定性，同時也增加生產成本和能耗。我們需要更經濟、更永續的新生產方法。由美國麻省理工學院（劍橋）和德國慕尼黑工業大學的珍妮佛-魯普（Jennifer LM Rupp）領導的團隊現已開發出這樣一種新的合成過程。他們的新製程不是基於陶瓷前驅化合物，而是基於液態前驅化合物，透過連續分解合成法直接緻密形成LLZO。為了優化這條合成路線的條件，Rupp 和她的團隊使用多種方法（拉曼光譜、動態差示掃描量熱儀）分析了LLZO 從無定形到所需晶體（cLLZO）的多步相變，並繪製了一張時間-溫度-轉變圖。根據他們對結晶過程的深入了解，他們開發出了一種方法，在相對較低的500 °C 溫度下退火10 小時後，cLLZO 就會變成緻密的固態薄膜–無需燒結。在未來的電池設計中，這種方法可以將固體LLZO 電解質與永續陰極結合，從而避免使用鈷等對社會經濟至關重要的元素。