文丨何玉妹

据中国科学技术大学新闻网消息，该校马骋教授课题组成功开发新型固态电解质——氧氯化锆锂。该成果于国际著名学术期刊《自然·通讯》发表。

“这种在成本、性能上同时具备强大竞争力的固态电解质材料，为全固态电池的商业化铺平了道路。”期刊对于该成果给予高度评价。随着成果发表，马骋课题组所属的“合肥微尺度物质科学国家研究中心”再度引发关注。

中科大新成果突破“性价比”极限

中国科学技术大学教授马骋开发了一种新型固态电解质，它的综合性能与目前最先进的硫化物、氯化物固态电解质相近，但成本不到后者的4%，适合进行产业化应用。2023年6月27日，该成果发表在国际著名学术期刊《自然-通讯》上。

全固态锂电池可以克服目前商业化锂离子电池在安全性上的严重缺陷，同时进一步提升能量密度，对新能源车和储能产业是一项颠覆性技术。但是，由于全固态锂电池的核心材料——固态电解质难以兼顾性能和成本，产业化仍面临巨大阻碍。

为了满足实际应用的需求，全固态锂电池的固态电解质至少需要同时具备三个条件：

高离子电导率（室温下超过1毫西门子每厘米），

良好的可变形性（250至350兆帕下实现90%以上致密），

足够低廉的成本（低于50美元每公斤）

但是，目前被广泛研究的氧化物、硫化物、氯化物固态电解质都无法同时满足这些条件。

《自然·通讯》对于此次研究成果的表述是——中科大马骋教授课题组设计了一种新型氧氯化物固态电解质“氧氯化锆锂”，能在上述三方面同时胜任全固态电池需求。

具体在成本优势方面，如果以水合氢氧化锂、氯化锂、氯化锆进行合成，氧氯化锆锂的原材料成本仅为11.6美元每公斤，很好地满足了上述50美元每公斤的要求。如果以水合氧氯化锆、氯化锂、氯化锆进行合成，氧氯化锆锂的成本可以进一步降低到约7美元每公斤，远低于目前最具成本优势的固态电解质氯化锆锂（10.78美元每公斤），并且不到硫化物和稀土基、铟基氯化物固态电解质的4%。

对此，《自然·通讯》的评价是——“氧氯化锆锂”发现突破了固态电解质所能达到的“性价比”极限；这一低成本、高性能的固态电解质将为全固态电池的商业化提供巨大助力。

中国科学界的顶级“豪门”

据了解，此次取得重大成果突破的中科大马骋教授课题组致力于将先进透射电镜技术和无机材料合成相结合，一方面通过对材料在原子尺度行为的直接观察揭示其结构-性能关联，另一方面以此为指导，进行有针对性的性能提升和材料设计。

同时，根据公开资料显示，马骋教授课题组归属于“合肥微尺度物质科学国家研究中心”的纳米材料与化学研究部。

合肥微尺度物质科学国家研究中心是科技部2017年11月批准组建的六个国家研究中心之一，依托于中国科学技术大学，是在合肥微尺度物质科学国家实验室筹建十余年的基础上组建。

微尺度国家研究中心通过整合物理、化学、材料、生物和信息这五个一级学科的研究力量，在学科交叉与融合的基础上，形成一个以多学科综合为特点、以国家重大战略需求和交叉前沿领域为导向的新型基础科学研究中心。

在合肥微尺度物质科学国家研究中心从筹建到运行的历史进程中，能看到一众熠熠生辉的名字——朱清时、钱逸泰、施蕴渝、侯建国、吴奇、张裕恒，还有潘建伟。

事实上，除了这次取得突破的马骋教授课题组外，研究中心有大批研究都与新能源产业有关，比如“碱性膜燃料电池”、“非贵金属电解水制氢”等。