唯一通讯！福建师范大学张隆最新Nature子刊丨阴离子交换构筑耐高压氟化导体！

高能量密度全固态锂电池的发展受限于固态电解质与高电压氧化物正极之间的电化学不稳定性。传统氟化方法存在氟掺入不足、分布不均以及离子电导率下降的问题。本研究提出一种机械化学驱动的固态F⁻/Cl⁻阴离子交换策略，通过LiF与金属氯化物反应，成功制备了具有Li₃AlF₆/LiCl核壳结构的纳米复合前驱体（LAF）。该前驱体进一步衍生出重度氟化的卤化物电解质LAF-1Ta2Al，其具有“LiCl纳米晶-非晶基体”结构，形成多阳离子（Ta/Al）和多阴离子（Cl/F）共占位的非晶网络。这种结构使电解质在保持约1.0 mS/cm离子电导率的同时，显著提升了高压稳定性。研究目的在于解决氟化带来的离子传导与稳定性之间的矛盾。结论表明，氟化电解质能在高压正极表面形成自限性、稳定的LiF富集界面层（CEI），有效抑制副反应。基于此，采用富锂氧化物（LRMO）正极的全固态电池在5.0 V截止电压和3 C倍率下循环2000圈后，容量保持率仍高达77.5%。该阴离子交换方法具有通用性，可拓展至硫化物电解质体系，为设计下一代高性能固态电池材料提供了新平台。