Angew：介孔增强的异质结构卤化物固态电解质具有高空气稳定性和高丰度适用于可持续钠金属电池

Nanoer-z

2025-04-22

氯化物与氟化物固态电解质（SEs）在离子电导率和湿度敏感性方面呈现极端对立特性。鉴于此，上海硅酸盐研究所Chilin Li等开发了一种由介孔α-AlF₃（记为HS-AlF₃）增强的NaCl基SE，构建出异质结构卤化物体系NH_xy（x/y代表NaCl与HS-AlF₃的质量比）。

本文要点：

（1）机械化学法制备过程中NaCl与HS-AlF₃的高度分散促使NHxy中形成缺陷-非晶结构和纳米畴，并在晶界处产生F-Cl阴离子取代效应。这些因素协同促进了Na⁺在NH_xy中的传输，特别是在NaCl与AlF₃/NaF形成的异质界面处。

（2）该类SEs在30 ℃下实现接近10^-4 S/cm的高离子电导率，其中NH₅₄在35%相对湿度下展现优异的长效空气稳定性，离子电导率无衰减。大规模生产时该钠基电解质原料成本低于10美元/千克。基于NH₅₄组装的Na//Na对称电池在0.1 mA/cm²下稳定循环超过1000小时，经空气暴露后的NH₅₄组装的Na//Na₃V₂(PO₄)₃电池在60 ℃下循环寿命突破400次，而Na/NH₅₄/FeF₃转化型电池更实现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