一类新型的碳酸盐-氧氯化物固体电解质，用于高性能钠离子全固态电池

《Energy & Environmental Science》：A new class of carbonate–oxychloride solid electrolytes for high-performance sodium-ion all-solid-state batteries

钠离子固态电解质通过高能球磨法合成，非晶态结构实现高离子电导率（1.11 mS/cm）和优异电压稳定性（4.24 V vs Na15Sn4），与氧化物阴极循环性能良好。

　　

作为钠离子全固态电池（ASSBs）的关键组成部分，固态电解质（SSEs）在决定电化学性能方面发挥着至关重要的作用。这些电池具有较高的安全性和能量密度。然而，目前用于制备高性能SSEs的合成方法仍有改进的空间。本研究介绍了一系列新型非晶态钠离子SSEs（MCl?–xNa?CO?，其中M = Ta、Nb、Hf、Zr和Al），这些电解质通过高能球磨法高效制备。我们仅用10分钟就制备出了TaCl?–1.2Na?CO?电解质，其在室温下的离子电导率为1.11 mS cm?1。此外，TaCl?–0.5Na?CO?（TC–NCO）电解质在最佳条件下的Na?电导率可达到5.01 mS cm?1。其局部结构特征表现为以Ta为中心的多面体，这些多面体可以单独存在，也可以通过桥接氧原子相互连接，分散在无序的非晶态基质中，从而促进Na?的传输。TC–NCO电解质表现出较高的电压稳定性（相对于Na??Sn?为4.24 V），并且与ASSBs中的多种正极材料具有良好的兼容性。当与O?型氧化物正极配对使用时，在0.5C电流密度下经过300次循环后仍能保持92%的容量。这些发现有助于快速合成高性能钠离子SSEs，从而推动ASSBs技术的进步。