氯化物與氟化物固態電解質(SEs)在離子電導率和濕度敏感性方面呈現極端對立特性。鑒于此,上海硅酸鹽研究所Chilin Li等開發了一種由介孔α-AlF3(記為HS-AlF3)增強的NaCl基SE,構建出異質結構鹵化物體系NHxy(x/y代表NaCl與HS-AlF3的質量比)。
本文要點:
(1)機械化學法制備過程中NaCl與HS-AlF3的高度分散促使NHxy中形成缺陷-非晶結構和納米疇,并在晶界處產生F-Cl陰離子取代效應。這些因素協同促進了Na+在NHxy中的傳輸,特別是在NaCl與AlF3/NaF形成的異質界面處。
(2)該類SEs在30 ℃下實現接近10-4 S/cm的高離子電導率,其中NH54在35%相對濕度下展現優異的長效空氣穩定性,離子電導率無衰減。大規模生產時該鈉基電解質原料成本低于10美元/千克?;贜H54組裝的Na//Na對稱電池在0.1 mA/cm2下穩定循環超過1000小時,經空氣暴露后的NH54組裝的Na//Na3V2(PO4)3電池在60 ℃下循環壽命突破400次,而Na/NH54/FeF3轉化型電池更實現500 mAh/g的高容量。
Qijie Yu, Jiulin Hu, Yi Xu, Runyuan Cao, Shuangqiang Chen, Chilin Li, Angew. Chem. Int. Ed. 2025, e202425503.
https://doi.org/10.1002/anie.202425503