蓋世汽車訊 據(jù)外媒報(bào)道，中國(guó)科學(xué)院（CAS）中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)（USTC）的研究人員設(shè)計(jì)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(duì)于實(shí)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(shí)具備硫化物的高離子電導(dǎo)率、可變形性，以及氧化物對(duì)高電壓正極材料的穩(wěn)定性，展示出相當(dāng)獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。但是由于原材料成本過高及對(duì)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(tuán)隊(duì)中馬騁教授設(shè)計(jì)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(diǎn)，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(shí)的原材料成本僅為1.38美元/平方米，遠(yuǎn)低于文獻(xiàn)中最便宜的氯化物系統(tǒng)（23.05美元/平方米），且遠(yuǎn)低于確保成本競(jìng)爭(zhēng)力的10美元/平方米閾值。此外，LZC在濕度高達(dá)5%時(shí)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(chǔ)存過程中對(duì)環(huán)境具有嚴(yán)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(shì)“已可在不犧牲氯化物固態(tài)電解質(zhì)特性的情況下實(shí)現(xiàn)”。

LZC的離子電導(dǎo)率高達(dá)0.81 mS cm-1，且具有出色的可變形性以及可兼容4V級(jí)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(dá)150 mAh g-1，并且在整個(gè)長(zhǎng)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(shí)現(xiàn)‘二氧化碳排放峰值’和‘碳中和’的目標(biāo)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(shí)現(xiàn)商業(yè)化?！蔽磥?，該團(tuán)隊(duì)將嘗試使用其他4+陽(yáng)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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