在中国宁波东方理工大学，孙学良教授跟他的团队发现了一种新的卤化物固态电解质，这东西还能帮电池多存点电。孙学良是讲席教授，同时也是中国工程院的外籍院士，王长虹是该院副院长。他们做的这项研究成果已经发表在了《先进材料》这个国际期刊上。为了让全固态电池的成本降低15%，还能把电导率翻5.8倍，研究人员们想到了LiZrFeOCl这个新材料。这个材料的离子电导率能达到2.55 mS/cm，特别适合做全固态电池的电解质。过去，全固态电池的一个大问题就是找那种既便宜又好用的固态电解质。卤化物电解质虽然好用，但是太贵了，而且里面用的钽和钆这些稀有金属也挺贵的。 为了省钱，研究人员转向了用锆、铝、铁这些丰富元素做的卤化物体系。这种材料做出来的成本可以降到50美元每千克以下，不过它的电导率通常只有1 mS/cm左右。而且它在正极里加得太多，会影响电池的能量密度。 孙学良教授他们这次展示了一种新型的氧卤化物固态电解质LiZrFeOCl-1604。这个材料跟之前的六氯锆酸锂相比，成本降低了15.3%，电导率提高了5.8倍，活化能也降低了12.1%。不仅如此，这种材料还能给电池提供额外的储能功能。 孙学良他们把铁的氧化还原化学嵌进了这个新固态电解质里，结果发现这个东西可逆容量达到了163 mAh/g。这种异步活性的氧化还原反应能提升复合正极的能量密度。用这种固态电解质跟磷酸铁锂正极搭配在一起，做成的复合电极放电容量有321.6mAh/g，能量密度有982.1Wh/kg（基于磷酸铁锂质量），循环稳定性也特别好。在1C充放电倍率下循环800次都没问题。 为了制备这种活性氧化卤化物SE，研究人员想出了一种新的合成思路：用便宜的氧化铁金属氧化物前驱体加上非化学计量合成路线，通过一步机械球磨法成功制备出了非晶态氧卤化物固态电解质。 这个方法不仅成本低，而且跟之前报道的六氯锆酸锂非晶化方法比起来也很有优势。