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2025年3月21日,北京科技大学范丽珍教授团队在Nature Communications期刊发表题为“Fluorinated amorphous halides with improved ionic conduction and stability for all-solid-state sodium-ion batteries”的研究论文,团队成员武猛为论文第一作者,范丽珍为论文通讯作者。该研究主要提出一种通过调控电解质结构内空位与载流子浓度,提升钠卤化物电导率的一般性设计策略。通过采用简单的钠-氯缺陷组分(Na/Cl-DC)方法优化结构内部空位和载流子的浓度平衡,使系列钠卤化物电解质(Na2+xMxZr1-xCl6,M = Yb, Er, x = 0, 0.25, 0.4)的离子电导率实现数倍提升。另外,通过氟化诱导的非晶化策略,同步增强了材料的(电)化学稳定性、界面兼容性及离子电导率。无定形氟化电解质电导率的提升主要由于其局部结构无序度的增加以及棱柱形钠配位环境的优化。与未包覆的Na₃V₂(PO₄)₃正极和Na₃PS₄包覆的Na₁₅Sn₄负极匹配,采用Na₀.₅ZrCl₄F₀.₅作为复合正极电解质的全固态电池可在室温下稳定循环300次,容量保持率高达94.4%。该研究为开发兼具高离子电导率和长循环稳定性的无机离子导体提供了一种通用的方法,推动了全固态钠离子电池的实用化进程。 |
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