新型超离子导体固态电解质开发成功
宁波东方理工大学讲席教授孙学良团队与美国马里兰大学莫一非教授合作, 开发了一种新型超离子导体Li3Ta3O4Cl10, 为高性能全固态电池提供了新技术路径. 该研究成果发表于, 介绍了在零下50摄氏度极端环境下, 新能源汽车和低空飞行器也可使用这种新型材料. 研究不仅刷新了卤化物基固态电解质的室温离子电导率, 达到13. 7 mS/cm, 还展示了优异的循环稳定性和倍率性能.
研究团 ……
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📰来源: 中化新网
📆 日期:2025-10-15
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宁波东方理工大学讲席教授孙学良团队与美国马里兰大学莫一非教授合作, 开发了一种新型超离子导体Li3Ta3O4Cl10, 为高性能全固态电池提供了新技术路径. 该研究成果发表于, 介绍了在零下50摄氏度极端环境下, 新能源汽车和低空飞行器也可使用这种新型材料. 研究不仅刷新了卤化物基固态电解质的室温离子电导率, 达到13. 7 mS/cm, 还展示了优异的循环稳定性和倍率性能.
研究团队提出了“四面体到四面体(Tet-to-Tet)”结构单元的快离子渗流网络理论, 通过混合阴离子结构调控构建出螺旋链状Ta-Cl/O骨架结构, 实现了超高离子电导. 他们采用混合阴离子策略设计氧氯化物阴离子框架结构, 以形成连续的低能垒锂离子迁移通道, 并提高电化学稳定性.
新材料较传统硫化物(如Li6PS5Cl)和卤化物(如Li3YCl6)具有显著提高的空气稳定性和高晶格容忍度, 适合各种阴阳离子掺杂, 实现低成本应用和金属锂兼容性. 在室温条件下, 所制备的全固态电池在高倍率(3C)充放电超过4000圈后仍保持稳定;在极端低温环境下, 电池在0. 1C电流密度下可稳定循环超过2000圈.
这项研究为混合阴离子固态电解质的应用提供了新思路, 有望加速全固态电池的实际应用. 未来, 研究团队将继续优化材料合成工艺以适应大规模生产, 并进一步探索其在全固态锂金属电池中的应用.
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