合作成果 | 锂金属兼容的镧系金属卤化物基(LaCl3)超离子导体
全固态锂金属电池(ASSLMBs)在解决传统锂离子电池的安全性和能量密度问题发挥着重要的作用。作为ASSLMBs重要组成部分,固态电解质(SEs)直接影响着电池性能。金属卤化物固态电解质(LixMCl6, M为金属元素)因其宽电化学窗口、良好的室温电导率和不错的可变形性,展现出比氧化物/硫化物固态电解质更好的高电压氧化物正极适配性。2018年以来,基于Li3YCl6、Li3InCl6和Li3ScCl6等金属卤化物固态电解质的全固态锂电池实现了搭载钴酸锂、镍钴锰等4 V级正极的长循环,引起了广泛关注。然而,目前报道的大多数LixMCl6金属卤化物固态电解质采用易被还原的金属元素构建传导框架,导致对锂金属不稳定,只能采用高电位的锂铟合金,限制了高能量密度全固态锂金属电池的开发。同时,传统的LixMCl6晶格中氯离子是六方或立方紧密堆积,其空间体积较小,对锂离子的传导有一定限制,使其电导率大多在1 mS/cm。因此,开发对锂金属负极稳定的新型快离子导体框架结构是发展高比能全固态锂金属电池面临的关键挑战。