卤化物固态电解质因其高离子电导率和与正极材料的良好相容性而受到广泛关注。然而，卤化物的还原电位仍然超过0.6 V（vs.Li/Li⁺）。同时稳定性的下降仍是需要应对的挑战之一。由于F^-具有较大的电负性，氟化物具有较宽的电化学稳定窗口。相比之下，Li₃YBr₆（LYB）溴化物虽然具有较高的锂离子电导率（>10^-3 S cm^-1），但其电化学窗口较窄。

近日，有研科技集团有限公司Jiantao Wang，Jinqiu Yu，加拿大西安大略大学孙学良教授报道了一种新型金属卤化物电解质—氟化的Li₃YBr_5.7F_0.3，其不仅具有较高的离子电导率（1.8×10^-3 S cm^-1），而且可以直接与锂金属负极组合使用。

文章要点

1）实验结果显示，基于Li₃YBr_5.7F_0.3电解质的Li对称电池在0.75 mA·cm^-2的条件下，由于原位生成富F组分，界面具有很高的稳定性，其容量为0.75 mAh cm^-2。

2）详细的分析结果表明，锂金属与设计的Li₃YBr_5.7F_0.3电解质之间的原位表面显示出较高的氟化物浓度。原位氟化层形成了较好的接触区。同时，原位氟化层均匀分布在界面上，导致较高的循环稳定性。

3）直接以锂金属为负极、LiCoO₂（LCO）为正极的全固态电池在室温下表现出较高的循环稳定性。

氟掺杂改性为实现金属锂在全固态锂电池中的应用提供了新的可行性。

参考文献

Tianwei Yu, et al, Superionic Fluorinated Halide Solid Electrolytes for Highly Stable Li-Metal in All-Solid-State Li Batteries, Adv. Energy Mater. 2021

DOI: 10.1002/aenm.202101915

https://doi.org/10.1002/aenm.202101915