中科大研发镧系新型固态电解质 全固态锂金属电池新突破

快科技4月11日从中国科学技术大学获悉，该校姚宏斌课题组、李震宇课题组与浙江工业大学陶新永课题组合作，设计开发出镧系金属卤化物基固态电解质新家族，实现了无任何电极修饰且室温可运行的全固态锂金属电池。

相关研究成果论文4月5日发表于《自然》杂志。

团队成员发现，以LaCl3为代表的镧系金属卤化物晶格中氯离子呈非紧密堆积形式，天然存在丰富的一维大尺寸孔道，适合锂离子的高速传输，并可通过镧空位形成连续的三维传导。

镧的低电负性和梯度界面层的形成赋予了LaCl3基电解质对锂金属良好的稳定性，基于此，组装的全固态锂金属原型电池无需负极垫层和正极包覆等额外的常用界面稳定手段，即可实现室温下百圈以上的循环。

此外，团队成员还发现，镧系金属卤化物可容纳大量异种非镧系金属元素，且在此状态下仍能保持快离子传输的UCl3晶型结构特征。这个性质赋予了镧系金属卤化物框架极强的可拓展性，使镧系金属卤化物固态电解质LixMyLnzCl3在未来通过合理的元素设计，具备实现更高界面稳定性、更快离子传导和更廉价原料成本的巨大潜力。

论文链接：https://www.nature.com/articles/s41586-023-05899-8

LaCl3基固态电解质的全固态锂金属电池