由于具有硫化物固体电解质和氧化物固体电解质（SEs）的结合优势，即机械烧结性和优异的(电)化学稳定性，最近出现的卤化物固体电解质（如Li₃YCl₆）被认为是一种可以改变全固态电池发展的SEs。然而，其昂贵的中心金属极大限制了这种SEs的实际适用性。

有鉴于此，韩国延世大学Yoon Seok Jung，东国大学Kyung-Wan Nam报道了通过机械化学法，制备了新型不含稀土金属的卤化物快离子导体：六方密排（hcp）Li₂ZrCl₆和Fe³⁺取代的Li₂ZrCl₆（Li_2+xZr_1-xFe_xCl₆）。

文章要点

1）研究发现，常规热处理所得到的立方紧密堆积的单斜晶系Li₂ZrCl₆，在30 °C时具有较低的Li⁺电导率（5.7×10⁻⁶ S cm⁻¹）。相反，采用球磨法制备的hcp Li₂ZrCl₆锂离子导电率达到了4.0×10⁻⁴ S cm⁻¹。

2）通过X射线衍射、对分布函数、X射线吸收光谱和拉曼光谱测量的互补分析，研究人员发现，Fe³⁺对Li₂ZrCl₆的等价取代大大提高了Li_2.25Zr_0.75Fe_0.25Cl₆的锂离子电导率，最高可达1 mS cm⁻¹。

3）研究发现，与传统的Li₆PS₅Cl相比，Li₂₊xZr_1-xFe_xCl₆具有更好的界面稳定性。此外，由Li₂ZrCl₆与单晶LiNi_0.88Co_0.11Al_0.01O₂组成的全固态电池具有优异的电化学性能。

参考文献

Hiram Kwak, et al, New Cost-Effective Halide Solid Electrolytes for All-Solid-State Batteries: Mechanochemically Prepared Fe³⁺-Substituted Li₂ZrCl₆, Adv. Energy Mater. 2021

DOI: 10.1002/aenm.202003190

https://doi.org/10.1002/aenm.202003190