質優價廉固態電解質問世 相關成果發表在《自然·通訊》上

記者8月2日從中國科學技術大學獲悉，該校馬騁教授團隊設計并合成了一種同時具有成本與性能優勢的鋰電池固態電解質，從而打破了固態電解質材料生產成本和綜合性能難以兼得的瓶頸，使得全固態電池的商業化不再只是遙不可及的“鋰”想。相關成果發表在《自然·通訊》上。

傳統商用鋰電池采用有機液態電解質，其熱失控之后的起火、爆炸問題卻成為一大安全隱患。而固態電池中的固態電解質，可以杜絕液態電解質帶來的易燃、易爆炸與漏液等問題。但固態電解質的原材料成本非常高，成為其商業化制造的巨大挑戰。

為此，馬騁團隊設計并合成了一種新型氯化物固態電解質——氯化鋯鋰，其在離子電導率、可變形性、與高電壓正極的相容性等方面，很好地繼承了氯化物固態電解質相對于其他固態電解質的優勢，由其組成的全固態電池的循環性能，甚至遠遠超過基于硫化物和氧化物固態電解質的同類電池。

更重要的是，這一材料成功將50微米厚度時的原材料成本降低至1.38美元/平方米，遠低于10美元/平方米這一確保全固態電池市場競爭力的閾值，而此前最廉價的氯化物固態電解質相對應的成本為23.05美元/平方米，遠遠超過這一閾值。除此之外，氯化鋯鋰在濕度高達5%時仍能保持穩定，因此其合成和儲存對條件的要求并不苛刻，從而進一步降低了生產成本。

這一研究成果為商業化量產全固態電池奠定了堅實基礎。“全固態鋰電池的商業化將對實現碳達峰、碳中和的目標有著重要意義。”馬騁表示，在新能源電動汽車領域，全固態鋰電池或是安全問題的最終解決方案。