南科大朱金龙/橡树岭国家实验室张远鹏/东方理工高等研究院夏威Nature子刊丨Li-Zr-N-Cl固态电解质结构演变！

本研究聚焦于全固态电池中固态电解质的性能瓶颈，尤其是卤化物电解质离子电导率不足的问题。研究目的旨在通过阴离子混合策略，即引入氮离子掺杂，开发新型非晶锂锆氮氯化物固态电解质（Li₃ₓZrCl₄Nₓ），并探究其结构演变与性能关系。研究采用原位时间分辨同步辐射X射线衍射、中子对分布函数等先进技术，系统分析了机械化学反应过程中的非晶化路径及局部原子结构。结论表明，成功合成的非晶电解质在30℃下离子电导率达3.21×10⁻³ S·cm⁻¹，活化能仅0.32 eV。氮掺入诱导形成Zr-N-Cl混配位多面体，增强了结构无序与机械变形能力，构建了快速锂离子传输通道。基于该电解质的全固态电池在-18℃低温下仍能稳定运行，展现出优异的低温适应性与倍率性能。该工作阐明了氮掺杂对卤化物电解质结构演化和离子传输的促进机制，为设计宽温域、高性能全固态电池提供了新思路。