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玻璃態(tài)鈉離子固態(tài)電解質(zhì)（GNSSE）是一類重要的非晶態(tài)固態(tài)電解質(zhì)。然而，最先進(jìn)的玻璃態(tài)鈉離子固態(tài)電解質(zhì)在室溫下的離子電導(dǎo)率仍然不足，這影響了它們開(kāi)發(fā)具有高能量密度和更高安全性的全固態(tài)鈉離子電池（ASSNIB）的前景。

圖1. NTOC的表征

加拿大西安大略大學(xué)孫學(xué)良院士等報(bào)告了一種新型鈉超離子導(dǎo)體 0.5Na₂O₂-TaCl₅（NTOC），它基于獨(dú)特的氧氯化物雙陰離子亞晶格。

這種獨(dú)特的局部結(jié)構(gòu)具有豐富的橋接氧原子和非橋接氧原子，有助于在NTOC中形成高度無(wú)序的鈉離子分布和較低的Na⁺遷移障礙，從而使其在25℃時(shí)具有4.62 mS cm^-1的超高離子電導(dǎo)率（比之前報(bào)道的GNSSE高出20多倍）。

此外，氧氯化物框架還使NTOC具有延展性，可構(gòu)建無(wú)空隙且在高壓下高度穩(wěn)定的冷壓顆粒。

圖2.?全固態(tài)鈉離子電池的電化學(xué)性能

因此，該全固態(tài)鈉離子電池?zé)o需高溫制造，有利于生產(chǎn)和環(huán)保。

以玻璃態(tài)NTOC作為固態(tài)電解質(zhì)，以無(wú)涂層的高壓層狀氧化物Na_0.85Mn_0.5Ni_0.4Fe_0.1O₂作為陰極，全固態(tài)鈉離子電池在室溫0.1C條件下實(shí)現(xiàn)了500次循環(huán)的長(zhǎng)期穩(wěn)定性。

這項(xiàng)研究標(biāo)志著玻璃態(tài)鈉離子固態(tài)電解質(zhì)及其高能量密度全固態(tài)電池的重大飛躍。

圖3.?正極-電解質(zhì)界面研究

A Dual Anion Chemistry-Based Superionic Glass Enabling Long-Cycling All-Solid-State Sodium-Ion Batteries. Angewandte Chemie International Edition 2023. DOI: 10.1002/anie.20231418

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