文|陳根

當前鋰離子電池體系下，鋰電池定制電解液從狀態(tài)上主要分為液態(tài)電解質和固態(tài)電解質兩種。液態(tài)電解質運用于鋰離子電池，具有成本低、導電率高、體積小容量大、使用壽命長等優(yōu)點。但其熱失控后引起的著火、爆炸問題卻一直惹人堪憂。

相比之下，固態(tài)電解液鋰電池的外包裝往往采用的是軟包材料，降低了電池的重量，且可塑性較強。更重要的是，其安全性較好，可以很大程度上防止液態(tài)電解質帶來的“易燃易爆炸”與漏液等問題，實現(xiàn)安全儲能。

但是固態(tài)電解質的原材料成本一般較高，并且相當一部分性能優(yōu)良的固態(tài)電解質對濕度的穩(wěn)定性不佳，需要在露點極低的氣氛下制備和儲存，這就從另一方面又增加了生產(chǎn)成本，使其商業(yè)化生產(chǎn)成為一大挑戰(zhàn)。

針對這些問題，中國科學技術大學的研究團隊設計并合成了一種新型氯化物固態(tài)電解質——氯化鋯鋰（Li2ZrCl6）。該材料不僅生產(chǎn)成本較低，而且性能優(yōu)異，克服了固態(tài)電解質材料生產(chǎn)成本和綜合性能難以兼得的瓶頸。

這一材料在性能方面，很好地繼承了氯化物固態(tài)電解質相對于其它固態(tài)電解質的優(yōu)勢，其組成的全固態(tài)電池的循環(huán)性能，遠超于基于硫化物和氧化物固態(tài)電解質的同類電池。

成本方面，該材料成功將50微米厚度時的原材料成本降低至1.38美元/平方米，低于10美元/平方米這一全固態(tài)電池市場競爭力的閾值。在此之前，最廉價的氯化物固態(tài)電解質相對應的成本約為23.05美元/平方米。

除此之外，氯化鋯鋰在濕度高達5%（對應露點-15 °C）時仍保持穩(wěn)定，因此其合成和儲存對環(huán)境的要求并不苛刻，進一步降低了成本。

氯化鋯鋰在生產(chǎn)成本降低的同時兼具了良好的性能，為商業(yè)化量產(chǎn)全固態(tài)電池提供了道路。未來，其在新能源電動汽車領域，有望展現(xiàn)良好前景。