在東京科學研究所的科學家們不斷努力使鋰離子電池更加安全、環保和易於回收的過程中，他們開發出了一種新型的準固體電解質，稱為 3D-SLISE（3D-Slime Interface Quasi-Solid Electrolyte）。這種材料有潛力徹底改變鋰離子電池的生產和處理方式，並解決行業內長久以來所面臨的一些主要挑戰。鋰離子電池的應用範圍從智能手機到電動車，但由於其對可燃有機溶劑的依賴、能源密集型的生產過程和複雜的回收程序，長期以來一直引發安全、成本和環境方面的擔憂。
新開發的 3D-SLISE 技術不再需要乾燥室、手套箱和高溫處理，從而提供了一種更安全、更節能的生產途徑。這項研究由零碳能源研究所的特任教授白鳥陽介和副教授安井信太郎主導。研究團隊利用硼酸鹽-水基質，結合非晶鋰四硼酸鹽、鋰鹽和羧甲基纖維素，創造出一種類似於泥漿的界面，允許鋰離子在各個方向上移動。這種三維的離子導電性為電解質的強大性能和多功能性奠定了基礎。研究人員生產了兩種版本的漿料：準固體電解質層的電極漿料和 S 型漿料。E 型漿料與鋰鈷氧化物混合以用作陰極，並與鋰鈦酸鹽用作陽極，而 S 型漿料則夾在兩個電極之間。
最終製得的 2.35 伏鋰離子電池能夠在僅 20 分鐘內充電或放電，並在室溫下經過 400 次循環後仍能保持性能。該電解質的離子導電率達到 2.5 毫西門子每釐米，並且具有 0.25 電子伏特的低活化能，使其在環境條件下高效運行。值得注意的是，這一製造過程不需要昂貴的環境控制。漿料可以在室溫下自然乾燥，這使得其在工業中的可擴展性極高。這種方法不僅降低了生產成本，還縮小了電池製造的碳足跡。
3D-SLISE 的水基組成還提供了第二個同樣重要的優勢——直接回收。由於其不含聚偏二氟乙烯（PVDF）粘合劑或有毒溶劑，因此可以通過將電極浸泡在水中來回收活性材料。像鈷這樣的有價值元素可以在不需要苛刻化學處理或高能耗過程的情況下重新獲得，解決了回收效率低下和材料稀缺問題。安井副教授表示：「利用這項技術，可以直接回收像鈷這樣的珍貴元素，為關鍵電池材料提供穩定可靠的供應。」這種簡單性有助於減輕對於電池廢物終端處理的日益擔憂，尤其是在鋰離子電池全球需求不斷上升的背景下。通過使回收變得更加可及，這項技術也支持了一個循環的電池經濟體系，材料能夠得到重複利用而非丟棄。
展望未來，研究人員認為 3D-SLISE 可以應用於便攜式電子設備、靜態能源儲存，甚至潛在的電動車中。其結合了安全性、可回收性和低影響加工的特性，為實現更清潔的能源儲存提供了一條不妨礙性能的道路。這項技術的出現不僅為鋰離子電池的發展帶來了新的可能性，還為解決當前環境問題提供了一種可行的解決方案。
