近日，上海科技大学物质科学与技术学院许超课题组在卤化物固态电解质方向取得重要进展，研究成果以“UCl3-Type Crystalline Oxychloride Electrolytes for All-Solid-State Lithium-Ion Batteries”为题在国际知名期刊《美国化学会志》（Journal of the American Chemical Society）在线发表。
固态电池实现其全部潜力的关键在于开发兼具高离子电导率、宽的电化学窗口，并能与高能量密度正负极材料兼容的固态电解质。近期多项研究发现，具备非密堆积结构的UCl3型氯化物具备高离子电导率和正极材料兼容性，但该类新型电解质材料体系的结构化学特性和电化学性能仍待进一步研究探索。
本研究通过高能球磨合成技术成功将氧掺杂进入UCl3型晶体结构中，制备出具有独特晶体结构的氯氧化物电解质Li0.388+xLa0.475Ta0.238Cl3-xOx(图1)。研究人员利用多种基于同步辐射的衍射、谱学以及固态核磁等先进表征技术，系统性地研究该材料的长程和局域结构，解析不同位点Li+的化学环境以及动力学特性(如图2所示)，有力印证了氧掺杂策略可促进载流子(Li+)的迁移,从而有效提升了电解质的综合性能。
图1: Li0.388+xLa0.475Ta0.238Cl3-xOx氯氧化物固态电解质的结构性质
图2: Li0.388+xLa0.475Ta0.238Cl3-xOx氯氧化物固态电解质的固态核磁表征
尤为重要的是，LLTCO-0.15电解质在全电池测试中表现出较未掺氧版本更优异的性能，同时由该材料制备的全固态软包电池彰显出卓越的抑制锂枝晶能力(如图3所示)。
图3:全固态电池的电化学性能
本项工作中,上海科技大学物质学院2025级博士研究生杨俊隆为第一作者，上海科技大学许超教授、上海交通大学薄首行教授与上海科技大学高级工程师王健为本文的通讯作者，上海科技大学为第一完成单位。
论文标题：UCl3-Type Crystalline Oxychloride Electrolytes for All-Solid-State Lithium-Ion Batteries
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