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近日，中國科學技術大學姚宏斌課題組、李震宇課題組與浙江工業大學陶新永課題組合作，設計開發出一種鑭系金屬鹵化物基固態電解質新家族，鑭系金屬鹵化物基固態電解質可實現無任何電極修飾且室溫可運行的全固態鋰金屬電池。相關研究成果于4月5日發表在《自然》雜志上。
金屬鹵化物固態電解質因其寬電化學窗口、良好的室溫電導率和不錯的可變形性，展現出更優良的高電壓氧化物正極適配性。2018年以來，基于某些金屬鹵化物固態電解質的全固態鋰電池實現了搭載鈷酸鋰、鎳鈷錳等4V級正極的長循環，引起了業內廣泛關注。但是，開發對鋰金屬負極穩定的新型快離子導體框架結構，一直是發展高比能全固態鋰金屬電池面臨的關鍵挑戰。
針對以上問題，團隊成員進行科研攻關。最終組裝的全固態鋰金屬原型電池無需負極墊層和正極包覆等額外的常用界面穩定手段，即可實現室溫下百圈以上的循環。
此外，團隊成員還發現了鑭系金屬鹵化物框架極強的可拓展性，使其部分材料在未來可通過合理的元素設計，即可具備實現更高界面穩定性、更快離子傳導和更廉價原料成本的巨大潛力。
（記者 陳婉婉）