实现实用、商业化的全固态锂电池需要固体电解质不仅具有高离子电导率（25 °C时高于1 mS cm⁻¹），而且还具有低成本（低于50美元/kg）。与大多数现有固体电解质不同，最近报道的锆基氯化物固体电解质的成本通常低于50美元/kg，但其在25 °C时的离子电导率低于1 mS cm⁻¹。

近日，中科大Cheng Ma报道了一种Li₃Zr_0.75OCl₄固体电解质，它同时具有低于50美元/kg的材料成本和在25°C下高于1 mS cm⁻¹的锂离子电导率。

文章要点

1）这种材料的合成只需要通常负担得起的化合物，因此预计材料成本低至11.09美元/千克。同时，它不像其他锆基氯化物固体电解质那样表现出导电性差的P3̅m1结构，而是表现出C2/m结构，可实现更快的锂离子传输。

2）凭借如此理想的晶体结构，25 ℃下的离子电导率达到1.35 mS cm⁻¹，从而实现了优异的电池性能：基于LiNi_0.8Mn_0.1Co_0.1O₂的全固态电池在25℃下稳定循环C和5 C(975 mA g⁻¹)700个循环，容量保持率高于80%。

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Jinzhu Wang, et al, Alternate Crystal Structure Achieving Ionic Conductivity above 1 mS cm⁻¹ in Cost-Effective Zr-Based Chloride Solid Electrolytes, Nano Lett., 2023

DOI: 10.1021/acs.nanolett.3c01468

https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.3c01468