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合作，在国际知名期刊《Angewandte Chemie International Edition》发表题为” A Universal Self-Propagating Synthesis of Aluminum-Based Oxyhalide Solid-State Electrolytes”的学术论文。开发了一种绿色、高效的自蔓延反应合成路线，实现了对低成本的铝基卤氧化物的规模化合成。

无机固态电解质(SSE)是实现高安全性全固态电池(ASSB)的核心材料，自20世纪70年代以来，氧化物、硫化物和卤化物等电解质体系相继被开发并不断扩展。近年来，卤氧化物固态电解质作为一种新兴体系，以其卓越的离子电导率、高正极材料稳定性以及较低的成本受到学术界和工业界的广泛关注。然而，传统的无机固态电解质制备方法多依赖于高能机械球磨和高温退火工艺，限制了规模化合成的可行性。

本研究提出了一种简单高效、低成本的自蔓延合成方法，用于制备铝基卤氧化物固态电解质。这一方法适用于多种铝基卤氧化物的合成，能够精确调控成分，成功制备出多种阳离子(如 Li⁺、Na⁺、Ag⁺)的卤氧化物电解质，其室温离子电导率均超过 10-3 S cm-1。通过 XRD、拉曼光谱、27Al MAS NMR、PDF 和 EXAFS 等表征手段，研究揭示了铝基卤氧化物电解质的晶相和非晶相结构。结果表明，材料中包含少量的 LiCl 和 LiAlCl₄ 晶相，以及大量由 AlCl₄⁻ 和 [AlₐOₘClₙ](3a-2m-n) 基团组成的非晶基质。

研究发现，铝基卤氧化物中的快速 Li⁺ 传导行为主要由非晶基质决定，而与晶相无关。非晶基质中多样化的[AlₐOₘClₙ](3a-2m-n)基团提供了丰富的活性位点，显著促进了 Li⁺ 的迁移速率。这类电解质不仅具备高离子电导率和良好的高压稳定性，还具有低成本的优势，展示出在高电压、高能量密度全固态锂离子电池中的巨大应用潜力。

宁波东方理工大学(暂名)博士后张思蒙、有研广东院和湖北大学联合培养硕士生徐洋为本文共同第一作者。宁波东方理工大学(暂名)李晓娜副教授、孙学良院士和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://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202401373