全文速览宁波东方理工大学（暂名）的孙学良院士（原单位：加拿大西安大略大学）团队和中国科学院化学研究所的郭玉国研究员团队通过将LiCl纳米晶体嵌入非晶态AlOCl基体中，成功制备了具有异常高离子导电性的复合材料AlOCl-nanoLiCl，将LiCl的离子电导率提高了5个数量级，达到了1.02 mS cm-1。同时这种新型电解质还具有高氧化稳定性、低成本和低杨氏模量的优点，在与富锂正极材料结合时，全固态电池展现了超过1000次循环的出色稳定性。该研究提出的新策略为全固态电池的发展提供了一种新的电解质材料。中南大学特聘教授段惠博士和宁波东方理工大学（暂名）Tenure-Track助理教授王长虹博士是本文共同第一作者。郭玉国研究员和孙学良院士是本文通讯作者。
背景介绍固态电解质（SEs）因其在提高电池能量密度和安全性方面的潜力而备受关注。LiCl作为一种有前景的SE候选材料，因其成本效益、结构稳定性和宽电化学窗口而受到青睐。但是，LiCl在室温下的离子导电性极低（25℃时为10-8 S cm-1），这一局限性阻碍了其作为SE的广泛应用。尽管通过高价离子掺杂的传统方法可以有效提升其离子导电性，但这种做法不仅会改变LiCl的晶体结构，影响其结构和电化学稳定性，还会增加材料的成本。因此，探索一种新策略来提升LiCl的离子电导率，同时保留其固有优势，显得尤为关键。
本文亮点①创新性结构设计：创新性地采用非晶体和纳米晶体相结合的策略，通过低温退火工艺将LiCl纳米晶体均匀嵌入在非晶态AlOCl基体中，这种独特的异质结构不仅通过纳米化扩大了LiCl的晶胞尺寸，还借助非晶化促进了界面离子传输，从而显著提高了LiCl的离子导电性，使得AlOCl-nanoLiCl离子电导率达到了1.02 mS cm-1。
图文解析材料合成与表征：通过一步低温退火工艺（仅190°C）合成了非晶态AlOCl修饰的纳米晶体LiCl材料。使用同步辐射X射线衍射（SXRD）检验了不同Li/Al比例对AlOCl-nanoLiCl结构特征的影响（图1a）。通过调整Li/Al比例，实现了对材料离子电导率的优化。如图1b所示，摩尔比为1.5:1的AlOCl-nanoLiCl展现出最佳的离子电导率，达到1.02 mS cm-1。SXRD和中子衍射的精修结果（图1c,d）表明，AlOCl修饰的纳米晶体LiCl的晶胞参数大于典型的LiCl（图1e）。
总结与展望该研究成功开发了一种新型固态电解质材料AlOCl-nanoLiCl，其不仅展现出卓越的离子电导率（1.02 mS cm-1），还具备低成本和优异的机械性能。AlOCl-nanoLiCl的极宽电化学窗口和出色的化学/电化学稳定性为全固态电池的发展提供了新的可能性。特别是，采用AlOCl-nanoLiCl 电解质和高压富锂正极材料（2-4.8 V vs Li+/Li）结合的全固态电池（ASSB）表现出出色的电化学性能。这些显著的优势使得AlOCl-nanoLiCl成为下一代储能技术的有力竞争者。
