本报讯 7月2日(ri)，记者从(cong)中国(guo)科学技术(shu)大学获悉，该(gai)校(xiao)马骋(cheng)教授(shou)团队在国际权威期刊《美(mei)国化学会志》发表研究(jiu)成果，破解了(le)低成本(ben)锆(gao)基氧氯化物固态电(dian)解质与金属(shu)锂负极不(bu)相容的难题，从而使全固态电池中固态电解质的成(cheng)本(ben)降低(di)到(dao)22.73美元每度电，不(bu)到传统硫化物路线(xian)的(de)十二分之一(yi)?????。
全固态(tai)电(dian)池被(bei)视为下一代动(dong)力电(dian)池的(de)核心(xin)方向?????。目前备(bei)受关(guan)注的硫化物路线虽然(ran)性能突出，却面临三重现(xian)实制约：成本远高于(yu)市场准入门槛，固态电(dian)解质易燃，且(qie)核心(xin)专(zhuan)利(li)已(yi)被海外企(qi)业(ye)布(bu)局?????。相比之(zhi)下(xia)，马骋团队近(jin)年开发的锆(gao)基氧氯化物不依赖昂贵(gui)原材料、不含(han)低地壳丰(feng)度元素、材料不可(ke)燃(ran)，被业界(jie)认为具备极(ji)大的(de)低成本应用(yong)潜力；而且，该(gai)路(lu)线核心专(zhuan)利自主可控，风险远低(di)于(yu)硫化物路线?????。
然而，这条低成本路线此前长期卡在金(jin)属锂负极上?????。金属锂(li)还原性极强，一(yi)旦与锆基氧氯(lu)化(hua)物直接接触，会(hui)还原其中的锆离子，生成(cheng)能传导电子的锆基(ji)金(jin)属，导致界(jie)面反应(ying)不(bu)断向内部推进?????。业内通(tong)行做法是在两者之间(jian)增设(she)一层硫(liu)化物作隔离——这意(yi)味着低成本路线走到负极一(yi)侧，仍然绕不开硫化物(wu)的(de)身(shen)影?????。
马骋团队(dui)提出“非金(jin)属(shu)阳离子(zi)掺(chan)入策(ce)略”，在(zai)锆基氧氯化物中引入非金属阳离子(zi)，使其(qi)与(yu)金属(shu)锂反应(ying)后的产物中(zhong)，电子绝缘(yuan)的非金属化合物体积比(bi)大(da)幅增(zeng)加，从而将少量(liang)导电产物分隔为孤立(li)颗粒，无法形成(cheng)电子的连续传(chuan)输通道，成功(gong)抑制了(le)进(jin)一步(bu)的(de)还原反应?????。
实验数据验证了(le)这一路(lu)径的(de)有效性(xing)：采(cai)用该方案的固(gu)态电解质，在(zai)锂(li)对称(cheng)电池中稳定循环达到5000小时；搭配五矿新能(neng)提(ti)供的工(gong)业级9系(xi)高镍三元正极和金属锂(li)负极的全固(gu)态电池，在80%容量保持率(lu)下实现了(le)170次稳定循环，而换用锂硅合(he)金负极(ji)后(hou)，则实现了1312次稳定(ding)循环?????。
更(geng)关键的是，由于彻底摆脱了(le)对“天价”硫化物固态电解(jie)质的依赖，锆基氧氯化物(wu)全(quan)固(gu)态电池中(zhong)固(gu)态电(dian)解质(zhi)成本仅22.73美元每度电(dian)，而硫化(hua)物全固(gu)态电池中固态电解质成本(ben)则(ze)高达280.47美元每度电，两者相差超12倍?????。
从实验室到大规(gui)模产(chan)业化，这条路(lu)线(xian)仍需面对(dui)放大制备、工艺(yi)适配(pei)和良(liang)率(lu)控(kong)制等工(gong)程验证?????。尽管锆基氧氯化物(wu)全固态(tai)电池(shi)目前仍处于实(shi)验室(shi)阶段，但它在成本、安全(quan)和知识产权自主性上的独特优(you)势(shi)为后(hou)续(xu)的(de)工程化(hua)攻坚提供了明确的价值锚点，为全固态(tai)电池(shi)提供了(le)一个性(xing)能不妥(tuo)协、成本有(zuozhe)优势(shi)、专利能自(zi)主(zhu)的技术路线?????。
(来源：合肥(fei)晚报 合肥晚报-合新闻记者 王书浒 周文丽 刘畅)【编辑:苏亦瑜】