中科大开发出新型固态电解质，成本低适合产业化应用

据报道，中国科学技术大学的一项新研究在全固态锂电池领域取得了突破性进展，该校马骋教授开发出了一种新型的固态电解质，据报道其综合性能和目前最先进的硫化物、氯化物固态电解质相近，但成本不到后者的4%，很适合产业化应用。该成果以“A cost-effective, ionically conductive and compressible oxychloride solid-state electrolyte for stable all-solid-state lithium-based batteries”为题发表在国际著名学术期刊《Nature Communications》上。

为了满足实际应用需求，全固态锂电池的固态电解质至少需要同时具备三个条件：

高离子电导率(室温下超过1毫西门子每厘米);

良好的可变形性(250-350兆帕下实现90%以上致密);

足够低廉的成本(低于50美元每公斤)。

全固态锂电池是一种利用固态电解质代替液态电解质的锂电池，具有安全性高、能量密度高、循环寿命长等优点，被认为是未来新能源汽车和储能领域的颠覆性技术。然而，目前全固态锂电池的核心难题是如何找到一种既能保证高效传导锂离子，又能实现良好的可变形性和低廉的成本的固态电解质材料。

中国科学技术大学马骋教授团队经过多年的研究，发现了一种新型的氧氯化物固态电解质 —— 氧氯化锆锂，综合性能与目前最先进的硫化物、氯化物固态电解质相当。它的室温离子电导率高达 2.42 毫西门子每厘米，超过了应用所需要的 1 毫西门子每厘米，并且在目前报道的各类固态电解质中位居前列。与此同时，它良好的可变形性使材料在 300 兆帕压力下能达到 94.2% 致密，可以很好地满足应用需求，也优于以易变形性著称的硫化物、氯化物固态电解质 (同等压力下不足 90% 致密)。

更重要的是，其原材料成本仅为约 51 元人民币每公斤，远低于目前最具成本优势的固态电解质氯化锆锂 ，并且不到硫化物和稀土基、铟基氯化物固态电解质的 4%。

实验证明，由氧氯化锆锂和高镍三元正极组成的全固态锂电池展示了极为优异的性能：在 12 分钟快速充电的条件下，该电池仍然成功地在室温稳定循环 2000 圈以上。

研究人员介绍，氧氯化锆锂是一种具有巨大潜力和应用价值的固态电解质材料，能够以极低的成本实现与目前最先进的固态电解质相近甚至超越的性能，对于推动全固态锂电池的产业化发展具有重要意义。