與目前商業化的鋰離子電池相比，全固態鋰電池兼具更高的安全性和更大的能量密度提升空間，可為新能源汽車的全面普及和“碳達峰、碳中和”目標的實現提供助力。但是，作為全固態電池核心部件的固態電解質材料仍存在瓶頸，迄今，在大規模生產的成本以及綜合電化學性能上同時表現優異的固態電解質尚未見報道。7月20日，中國科學技術大學教授馬騁報道了一種在這兩方面同時具備顯著優勢的固態電解質，相關研究成果以A cost-effective and humidity-tolerant chloride solid electrolyte forlithium batteries為題，發表在Nature Communications上。

與氧化物與硫化物固態電解質相比，氯化物固態電解質同時具備硫化物的高離子電導率、可變形性，以及氧化物對高電壓正極材料的穩定性，但暫不具備大規模商業化的可能性。中國科大研究人員設計并合成的Li2ZrCl6材料，在繼承了氯化物固態電解質優勢的基礎上，克服了上述瓶頸。該材料成本低，且在濕度達5%時仍保持穩定，可在一般的干燥間合成和儲存。此外，Li2ZrCl6的離子電導率高達0.81 mS cm-1，具有良好的可變形性、對空氣的穩定性，以及和高電壓正極的相容性。用Li2ZrCl6固態電解質組成的全固態電池在性能上甚至略高于其他氯化物固態電解質組成的電池，并遠超于基于硫化物和氧化物固態電解質的同類電池;Li2ZrCl6和高能量密度的單晶高鎳三元正極LiNi0.8Mn0.1Co0.1O2(即NMC811)組成的全固態電池，在200 mA g–1的大電流密度下循環200圈后容量仍高達150 mAh g-1，并在整個長循環過程中容量幾乎無衰減。與其他固態電解質相比，Li2ZrCl6在大規模生產的成本以及綜合電化學性能兩方面兼具顯著優勢，其發現將對全固態電池的商業化產生推動作用。

研究工作得到科技部國家重點研發計劃、國家自然科學基金、中國科大重要方向項目培育基金等的資助。