中國科學技術大學開發出鑭系金屬鹵化物基固態電解質家族
從中國科學技術大學獲悉，該校姚宏斌課題組、李震宇課題組與浙江工業大學陶新永課題組合作，設計開發出鑭系金屬鹵化物基固態電解質新家族，實現了無任何電極修飾且室溫可運行的全固態鋰金屬電池。
相關研究成果論文4月5日發表于《自然》雜志。
團隊成員發現，以LaCl3為代表的鑭系金屬鹵化物晶格中氯離子呈非緊密堆積形式，天然存在豐富的一維大尺寸孔道，適合鋰離子的高速傳輸，并可通過鑭空位形成連續的三維傳導。
鑭的低電負性和梯度界面層的形成賦予了LaCl3基電解質對鋰金屬良好的穩定性，基于此，組裝的全固態鋰金屬原型電池無需負極墊層和正極包覆等額外的常用界面穩定手段，即可實現室溫下百圈以上的循環。
此外，團隊成員還發現，鑭系金屬鹵化物可容納大量異種非鑭系金屬元素，且在此狀態下仍能保持快離子傳輸的UCl3晶型結構特征。這個性質賦予了鑭系金屬鹵化物框架極強的可拓展性，使鑭系金屬鹵化物固態電解質LixMyLnzCl3在未來通過合理的元素設計，具備實現更高界面穩定性、更快離子傳導和更廉價原料成本的巨大潛力。
