蓋世汽車訊 據(jù)外媒報道，中國科學院（CAS）中國科學技術大學（USTC）的研究人員設計出一種全新固態(tài)電解質(zhì)材料Li2ZrCl6（LZC），可使全固態(tài)鋰（Li）電池成本更低但更有效。

固態(tài)電解質(zhì)對于實現(xiàn)安全、高能量的全固態(tài)鋰電池非常重要。在不同類型的固態(tài)電解質(zhì)中，近期發(fā)現(xiàn)的氯化物固態(tài)電解質(zhì)同時具備硫化物的高離子電導率、可變形性，以及氧化物對高電壓正極材料的穩(wěn)定性，展示出相當獨特的優(yōu)勢。但是由于原材料成本過高及對濕度的穩(wěn)定性差，此類材料暫不具備大規(guī)模商業(yè)化的可能性。研究團隊中馬騁教授設計并合成了Li2ZrCl6材料（LZC），不僅保留了氯化物固態(tài)電解質(zhì)的所有優(yōu)點，還表現(xiàn)出較低的材料成本和出色的耐濕性。

（圖片來源：期刊Nature Communications）

這種材料在50微米厚度時的原材料成本僅為1.38美元/平方米，遠低于文獻中最便宜的氯化物系統(tǒng)（23.05美元/平方米），且遠低于確保成本競爭力的10美元/平方米閾值。此外，LZC在濕度高達5%時仍保持穩(wěn)定，因此不再需要像硫化物固態(tài)電解質(zhì)那樣在合成和儲存過程中對環(huán)境具有嚴格要求。更重要的是，馬教授稱上述大規(guī)模生產(chǎn)的優(yōu)勢“已可在不犧牲氯化物固態(tài)電解質(zhì)特性的情況下實現(xiàn)”。

LZC的離子電導率高達0.81 mS cm-1，且具有出色的可變形性以及可兼容4V級陰極。Li2ZrCl6和高能量密度的單晶高鎳三元正極LiNi0.8Mn0.1Co0.1O2（即NMC811）組成的全固態(tài)電池，在200 mA g–1的大電流密度下循環(huán)200圈之后容量仍高達150 mAh g-1，并且在整個長循環(huán)過程中容量幾乎無衰減，可與同類最好的固態(tài)電池媲美。

馬教授稱：“全固態(tài)鋰電池在實現(xiàn)‘二氧化碳排放峰值’和‘碳中和’的目標方面發(fā)揮著重要作用。Li2ZrCl6的成本效益和高性能可使此類電池實現(xiàn)商業(yè)化。”未來，該團隊將嘗試使用其他4+陽離子（表示為M）來合成Li2MCl6固態(tài)電解質(zhì)，并努力制造出更好、更具成本效益的全固態(tài)電池。

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