中山大学章志珍&物理所胡勇胜&过程所赵君梅JACS：分钟级超快合成钠卤化物固态电解质

背景：全固态钠离子电池因其高能量密度、高安全性和低成本潜力，被视为规模化储能的重要技术，其发展关键在于高性能固态电解质材料。卤化物电解质，特别是氯化物，具有高离子电导率等优点，但钠离子氯化物电解质的发展相对滞后，且高电导率材料通常依赖长时间机械化学球磨制备，效率低下。研究目的：为缩短制备周期并提升性能，研究团队提出卤化物-硼酸盐复合策略，通过引入[B4O7]2-部分取代Cl-，诱导局域结构畸变，加速非晶化进程，旨在实现钠卤化物固态电解质的快速合成与优异离子输运。结论：成功开发出Na1+xTa(B4O7)xCl6-x电解质，仅需10分钟球磨即可稳定合成，室温离子电导率最高达3.1 mS cm-1。结构分析表明，硼酸盐通过桥连氧与Ta5+成键，在保留原有骨架拓扑的同时，通过降低Na+配位数、激活聚阴离子旋转和拓宽离子通道，协同促进Na+快速迁移。基于该电解质的全固态电池展现出良好倍率性能和循环稳定性，室温0.5C循环800周后容量保持率超过80%。机理分析指出，电池容量衰减主要源于负极界面不相容，而非正极侧失效。该工作为高性能钠离子卤化物电解质的设计与快速合成提供了新方向。