北京科技大学范丽珍Nature子刊:用于全固态钠离子电池的具有改进离子传导性和稳定性的氟化非晶态卤化物

设计具有高离子电导率和良好(电)化学稳定性的卤化物固态电解质,对于全固态钠离子电池的发展至关重要。

不幸的是,大多数基于钠的卤化物固态电解质存在离子电导率有限的问题,并且其结构特征与离子传输特性之间的相关性尚不明确。

基于此,2025年3月21日,北京科技大学范丽珍等人在国际知名期刊Nature Communications发表题为《Fluorinated amorphous halides with improved ionic conduction and stability for all-solid-state sodium-ion batteries》的研究论文。

在此,作者报告了一种通过简单钠和氯空位组成调控方法来调节空位和载流子浓度,从而提高钠卤化物电导率的设计策略。

这种方法实现了具有最佳空位和载流子含量的平衡结构,从而使一系列钠卤化物的电导率显著提高。

此外,采用氟化诱导非晶化工艺,在不影响电导率的情况下增强(电)化学稳定性和界面兼容性。

氟化样品的电导率提升主要归因于局部结构无序度的增加和棱柱状钠配位的增强。

当与未涂层的Na₃V₂(PO₄)₃正极和Na₃PS₄涂层的Na₁₅Sn₄负极配对时,Na₀.₅ZrCl₄F₀.₅电解质使电池能够在室温下运行300个循环,保持其初始放电容量的94.4%。

本研究为创建具有高电导率和长循环寿命的无机离子导体提供了一种通用途径,推动了全固态钠离子电池的发展。

Wu, M., Liu, X., Liu, H. et al. Fluorinated amorphous halides with improved ionic conduction and stability for all-solid-state sodium-ion batteries. Nat Commun 16, 2808 (2025). https://doi.org/10.1038/s41467-025-58113-w

北京科技大学范丽珍Nature子刊:用于全固态钠离子电池的具有改进离子传导性和稳定性的氟化非晶态卤化物

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