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全固態鈉電池（ASSSB）是大規模儲能的可行候選者，可以與鋰電池競爭。然而，目前還缺乏無需大量球磨即可制備并與高壓鈉陰極直接配對的用于此類電池的延展性固態電解質。

圖1 材料制備及表征

加拿大滑鐵盧大學Linda F. Nazar等提出了一種鈉快離子導體氯氧化物-NaTaOCl₄，它是通過溫和的機械引發反應合成的，不需要長時間的高能球磨或高溫燒結。相比之下，LiTaOCl₄的報告提到需要30-40小時的機械化學合成，這在商業上是不可行的。非晶態NaTaOCl₄具有1.2 mS·cm^-1的高離子電導率和0.31 eV的低活化能。固態Na NMR證實了Na⁺的快速局部運動。

與Na₃Sn相比，NTOC和NNMO在循環高達4.0 V時具有優異的化學和電化學穩定性。即使在4.3 V vs Na₃Sn的截止電位下，ASSSB仍然保持相對穩定的循環。XPS和EIS分析揭示，在截止電位高達4.0 V vs Na⁺/Na時，存在一個干凈的NNMO/NTOC界面。

圖2 電化學性能研究

總之，這項工作表明金屬氧氯化鈉離子導體是全固態鈉電池的理想SE，可通過自發的酸堿反應合成，混合簡單，適合大規模生產。這種方法也可用于其他已報道的氯氧化物SE。幾乎所有的鹵化物固態電解質都基于稀土或稀有金屬，因此未來的工作還應側重于成本效益高、環保的解決方案，用于回收ASSB，以回收這些稀有或稀有金屬，降低ASSB的成本，實現循環經濟。

圖3 阻抗和CEI分析

4 V Na Solid State Batteries Enabled by a Scalable Sodium Metal Oxyhalide Solid Electrolyte. ACS Energy Letters 2024. DOI: 10.1021/acsenergylett.4c01855

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?Linda F. Nazar大牛ACS Energy Lett.：鈉電池固態電解質！

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