中國科學院（CAS）中國科學技術大學（USTC）的研究人員設計了一種新型材料，使全固態鋰（Li）電池成本更低但更有效，文章于7月20日發表在《自然通訊》雜志上。

固體電解質對于實現安全、高能量的全固態鋰電池非常重要。在不同類型的固體電解質中，最近發現氯化物固體電解質表現出硫化物和氧化物體系的理想特性，包括高離子電導率、可變形性和氧化穩定性。這些優勢的罕見組合迅速引起了廣泛的興趣。然而，兩個問題使得這些有吸引力的固體電解質的大規模生產極具挑戰性：昂貴的原材料和低濕度耐受性。

該團隊設計并合成了材料Li2ZrCl6(LZC)。它保留了氯化物固體電解質的所有優點，同時表現出較低的材料成本和出色的耐濕性。

50μm厚度的LZC的原材料成本僅為1.38美元/m2，遠低于文獻中最便宜的氯化物系統（23.05美元/m2），遠低于10美元/m2的門檻，以確保全固態電池的成本競爭力。此外，LZC在相對濕度為5%的氣氛中是穩定的，因此不再需要像硫化物固體電解質那樣在合成和儲存過程中對氣氛的嚴格要求。

更重要的是，根據馬教授的說法，上述大規模生產的優勢“已經在不犧牲氯化物固體電解質的任何吸引人的特性的情況下實現”。

LZC仍然具有高離子電導率（0.81mScm-1）、出色的變形能力以及與4V級陰極的顯著兼容性。具有LiNi0.8Mn0.1Co0.1O2正極和LZC固體電解質的電池在200mAg-1下循環200次后可提供約150mAhg-1的穩定比容量而沒有明顯的衰減，這甚至可以與同類產品中最好的相媲美全固態電池。

全固態鋰電池在實現二氧化碳排放峰值和碳中和的目標方面發揮著重要作用，馬教授說，同時實現成本效益和高性能的Li2ZrCl6消除了此類電池商業化的主要障礙。

至于未來的研究，該團隊將嘗試其他4+陽離子，表示為M，來合成Li2MCl6固體電解質，努力制造更好、更實惠的全固態電池。