北科大先进能源材料研究团队Angew: 高熵定制UCl3型卤化物，助力高稳定全固态钠电池

本文针对全固态钠离子电池中传统钠基卤化物电解质离子电导率低、电化学窗口窄及加工性差等瓶颈，由北京科技大学先进能源材料研究团队提出了一种高熵构型调控策略。研究以UCl3型CeCl3为基底，通过多阳离子（La、Ce、Ta、Nb、Zr）共掺杂构建高熵固溶体电解质（HE-CeCl3）。高熵效应引发的晶格畸变打破了钠离子位点的能量壁垒，激活跨位交换，形成了连续一维快速离子传导通道。实验表明，HE-CeCl3的室温离子电导率达1.01×10⁻³ S cm⁻¹，活化能低至0.27 eV，氧化稳定窗口拓宽至4.46 V，且电子电导率极低。结合固态NMR与分子动力学模拟，揭示了高熵通过重构钠离子位点分布和缩短跳跃距离加速离子传输的机制。该电解质还展现出优异的溶剂耐受性，可制成55 μm超薄薄膜。以HE-CeCl3组装的模具电池在0.3 C下循环600次后容量保持率达88.3%；软包电池实现11.7 mAh cm⁻²面容量，循环50次保持率83.3%。本研究为高性能全固态钠电池的实用化提供了关键技术支撑。