宁波东方理工大学孙学良院士、李晓娜副教授与有研广东新材料技术研究院梁剑文研究员在《Nature Communications》上发表了题为“Structural Regulation of Halide Superionic Conductors for All-Solid-State Lithium Batteries”的文章。提出了一种基于阳离子极化因子的设计方法。这一方法不仅实现了对潜在卤化物电解质的系统筛选，还为超离子导电卤化物电解质的结构设计与性能优化提供了新思路，对未来高性能固态电解质的研发具有重要指导意义。

锂金属卤化物固态电解质(SSEs)，学式为 LiaMXb，其中 M 是主导结构并促进锂离子迁移的金属元素，已成为超离子导体(室温离子电导率 >10-4 S cm-1)的重要研究对象。这类电解质以其高离子电导率、宽电化学稳定窗口和与氧化物正极的良好兼容性，受到广泛关注。当前，对高离子导电卤化物电解质的探索正积极展开，但组成与晶体结构间的关系仍有待进一步理解，这成为设计更优卤化物电解质的关键挑战。

在本研究中，作者提出通过阳离子极化因子(τ)描述几何和离子条件，可以有效预测卤化物电解质的堆垛结构。卤化物电解质的不同堆垛类型(如 hcp-T、hcp-O 和 ccp-M)主要由阳离子与阴离子亚晶格间的极化差异决定。τ 不仅能够成功分类现有卤化物电解质的晶体结构，还可预测未报道的卤化物电解质组成及结构。τ 可用于预测不同阳离子浓度及多价阳离子混合物卤化锂电解质的相变行为。通过调整晶体结构，从 hcp 转变为 ccp，可显著提升离子电导率。然而，某些含四价阳离子的卤化物电解质因阳离子半径差异大，导致对称性降低，从而限制了结构优化和导电性能提升。研究团队通过合理设计，成功制备出 10 余种室温离子电导率超过 10-3 S cm⁻¹ 的高性能卤化锂电解质，表明许多具有潜力的卤化物电解质尚待开发。

宁波东方理工大学(暂名)李晓娜副教授为本文第一作者。宁波东方理工大学(暂名)孙学良院士、有研广东新材料技术研究院梁剑文研究员为本论文的共同通讯作者

论文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-023-43886-9