中國粉體網訊 通過將電池中易燃的有機液態電解質替換為不可燃的無機固態電解質，可以極大的提高電池的安全性，以及能量密度的提升空間。這一電池“固態化”的需求不僅推動了全固態鋰電池的發展，也使得其它具備獨特優勢但并不基于鋰離子的全固態電池進入了研究者的視野。
"雖然全固態鋰電池具有更高的安全性，但它的核心部件——固態電解質的原材料成本大多非常高，并且相當一部分性能很好的固態電解質對濕度的穩定性不佳，需要在露點極低的氣氛下制備和儲存，從另一方面增加了生產成本。"馬騁表示，"這為全固態電池的商業化制造了巨大的挑戰。"
針對這一問題，馬騁教授課題組設計并合成了一種新型氯化物固態電解質—氯化鋯鋰（Li2ZrCl6）。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，罕見的遠遠低于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%（對應露點-15°C）時仍保持穩定，因此其合成和儲存對氣氛的要求并不苛刻，進一步降低了生產成本。
在離子電導率、可變形性、與高電壓正極的相容性等方面，氯化鋯鋰很好的繼承了氯化物固態電解質相對于其它固態電解質的優勢，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。氯化鋯鋰在生產成本及綜合電化學性能方面具備顯著優勢，這在固態電解質中是十分罕見的，它的發現為商業化量產全固態電池克服了重大挑戰。
因為無論對于何種全固態電池，設計合適的固態電解質材料都是當下最核心的挑戰。為深入了解固態電解質材料，2022年2月22-23國大酒店舉辦，屆時將邀請來自中國科學技術大學的馬騁教授作《全固態電池：鋰離子，還是“超越鋰離子”？》報告。馬騁教授將針對不同全固態電池，介紹其課題組在固態電解質材料設計上的最新進展。
個人簡歷：
馬騁，中國科學技術大學教授、博士生導師，國家海外高層次人才引進青年項目入選者。馬騁教授于2006年在清華大學（北京）獲得學士學位，2012年在美國愛荷華州立大學獲得博士學位，2012-2013年和2013-2016年分別在愛荷華州立大學和美國橡樹嶺國家實驗室進行博士后研究，2016年入選國家海外高層次人才引進青年項目，并加入中國科學技術大學，任教授、博士生導師。馬騁教授致力于將多種前沿的電子顯微學技術和無機材料合成相結合，一方面通過對材料在原子尺度行為的直接觀察揭示其結構-性能關聯，另一方面以此為理論指導，進行有針對性的性能提升。目前的研究主要聚焦于全固態電池。相關成果以第一或通訊作者發表在Nature Materials，Nature Communications，Matter等高影響力期刊上，并多次入選相應期刊的封面或內封面。
參考資料：
合肥晚報：中國科大新成果助推全固態電池商業化量產
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