福建师大张隆教授Nature Communications观点：阴离子交换氟化固态电解质：通向稳定 5 V 锂电池的新路径

本文针对高电压全固态锂电池中正极与电解质界面氧化分解的关键瓶颈，提出了一种机械化学激活的固态F-Cl阴离子交换策略。背景在于，高电压正极（>4.6 V）易使电解质持续分解，传统氟化虽能形成保护性LiF层，但高氟含量会严重降低离子电导率，形成矛盾。研究目的为在实现深度氟化的同时保留快速锂离子传输通道。结论表明，通过LiF与金属氯化物（如AlCl₃）高能球磨制备的核壳纳米复合前驱体，可在后续反应中形成“纳米晶嵌入玻璃”的非晶结构，其中LiCl纳米晶均匀分散于混合阴离子非晶基体中，提供快速离子迁移通道。所得电解质LAF-1Ta2Al室温离子电导率约1.0 mS/cm，并在5.0 V高电压下形成自限式富LiF界面，有效抑制持续副反应。搭配未包覆富锂正极的全固态电池在3 C倍率下循环2000次后容量保持77.5%，平均电压衰减仅0.215 mV/圈。该阴离子交换策略还可拓展至硫化物电解质，展示了其普适性，为5 V级全固态锂电池的材料设计提供了新路径。