USTC设计出全新固态电解质材料 可降低全固态锂电池成本

据国外媒体报道，中国科学院(CAS)和中国科学技术大学(USTC)的研究人员设计了一种新的固体电解质材料Li2ZrCl6(LZC)，可以使全固态锂(Li)电池更便宜但更有效。

固体电解质对于实现安全、高能量的全固体锂电池至关重要。在不同类型的固体电解质中，最近发现的氯化物固体电解质既具有硫化物的高离子电导率和变形能力，又具有氧化物对高压正极材料的稳定性，显示出相当独特的优势。但由于原料成本高，对湿度稳定性差，这类材料暂时不具备大规模商业化的可能性。研究团队中的马成教授设计并合成了Li2ZrCl6材料(LZC)，不仅保留了氯化物固体电解质的所有优点，还表现出较低的材料成本和优异的抗湿性。

(来源:自然通讯杂志)

这种材料的原材料成本在50微米的厚度下仅为1.38美元/平方米，远低于文献中最便宜的氯化物体系(23.05美元/平方米)，也远低于10美元/平方米的门槛以保证成本竞争力。此外，LZC在湿度高达5%时仍保持稳定，因此不需要像硫化物固体电解质那样在合成和储存过程中对环境有严格的要求。更重要的是，马教授表示，上述量产优势“可以在不牺牲氯化物固体电解质特性的情况下实现”。

LZC的离子电导率高达0.81 mS·cm-1，具有优异的变形能力，与4V阴极兼容。由Li2ZrCl6和高能量密度单晶高镍三元正极LiNi0.8Mn0.1Co0.1O2(即NMC811)组成的全固态电池，在200mA·g-1的高电流密度下循环200次后容量仍高达150 mAh·g-1，在整个长循环过程中几乎没有衰减，与同类最佳固态电池相当。

马教授说:“全固态锂电池在实现‘二氧化碳排放峰值’和‘碳中和’目标中发挥着重要作用。Li2ZrCl6的性价比和高性能可以让这种电池商业化。”未来，该团队将尝试使用其他4+阳离子(表示为M)合成Li2MCl6固态电解质，力争做出更好、更具性价比的全固态电池。据国外媒体报道，中国科学院(CAS)和中国科学技术大学(USTC)的研究人员设计了一种新的固体电解质材料Li2ZrCl6(LZC)，可以使全固态锂(Li)电池更便宜但更有效。

固体电解质对于实现安全、高能量的全固体锂电池至关重要。在不同类型的固体电解质中，最近发现的氯化物固体电解质既具有硫化物的高离子电导率和变形能力，又具有氧化物对高压正极材料的稳定性，显示出相当独特的优势。但由于原料成本高，对湿度稳定性差，这类材料暂时不具备大规模商业化的可能性。研究团队中的马成教授设计并合成了Li2ZrCl6材料(LZC)，不仅保留了氯化物固体电解质的所有优点，还表现出较低的材料成本和优异的抗湿性。

(来源:自然通讯杂志)

这种材料的原材料成本在50微米的厚度下仅为1.38美元/平方米，远低于文献中最便宜的氯化物体系(23.05美元/平方米)，也远低于10美元/平方米的门槛以保证成本竞争力。此外，LZC在湿度高达5%时仍保持稳定，因此不需要像硫化物固体电解质那样在合成和储存过程中对环境有严格的要求。更重要的是，马教授表示，上述量产优势“可以在不牺牲氯化物固体电解质特性的情况下实现”。

LZC的离子电导率高达0.81 mS·cm-1，具有优异的变形能力，与4V阴极兼容。由Li2ZrCl6和高能量密度单晶高镍三元正极LiNi0.8Mn0.1Co0.1O2(即NMC811)组成的全固态电池在200次循环后容量仍高达150 mAh·g-1……在200mA·g-1的高电流密度下，并且在整个长循环过程中几乎没有衰减，可与同类最佳固态电池相媲美。

马教授说:“全固态锂电池在实现‘二氧化碳排放峰值’和‘碳中和’目标中发挥着重要作用。Li2ZrCl6的性价比和高性能可以让这种电池商业化。”未来，该团队将尝试使用其他4+阳离子(表示为M)合成Li2MCl6固态电解质，力争做出更好、更具性价比的全固态电池。

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