稀土掺杂卤化物固态电解质

电导率翻倍

一种通过稀土离子与Ta⁵⁺双掺杂提升离子电导率的卤化物固态电解质，适用于高电压正极。

杨叶锋 · Qixiang, Jia · 姚祝军 · Xiang, Jiayuan · Juntao, Shi · Yan, Zhou · Jianhao, Huang · Hongliang, Zhang · Zhang, Xiaoxiao · 杨叶锋 · 涂江平

Advanced Functional Materials 2025

参数信息

离子电导率

1.67 mS cm⁻¹

容量保持率

74 %

放电比容量

117 mAh g⁻¹

技术优势

电导率提升四倍

最优组分LZDTC的离子电导率达1.67 mS cm⁻¹，约为Li2ZrCl6的0.4 mS cm⁻¹的四倍，归因于Dy和Ta双取代改变了Li-Cl键长和Li占位，降低Li+迁移阻力。

循环500次仍可用

Li-In/LGPS-LZDTC/NCM811全固态电池在0.5 C下循环500次后容量保持74%，证明该电解质与高电压正极和LGPS负极兼容。

减少稀土用量

Ta5+共掺杂可调制Li+浓度，在提升电导率的同时降低昂贵稀土金属用量。

应用场景

• 全固态电池：用作固态电解质层，兼顾高电压正极兼容性。
• 高电压正极：与NCM811匹配，在0.5 C下循环500次容量保持74%。
• 锂电池电解质：提升锂离子迁移数兼顾成本，替代现有卤化物。
• 钠电池固态电解质：掺杂策略可迁移至钠离子导体。
• 卤化物电解质：提供双掺杂提升电导率的具体组分LZDTC。