科学家们发现了一种稳定且高导电性的锂离子导体，可用作固态锂离子电池的固体电解质。
采用固体电解质的全固态锂离子(Li-ion)电池不易燃，并且比采用液体电解质的电池具有更高的能量密度和迁移数。预计它们将占据传统液体电解质锂离子电池(例如电动汽车)的市场份额。
然而，尽管有这些优点，固体电解质的锂离子电导率较低，并且在实现充分的电极-固体电解质接触方面提出了挑战。虽然硫化物固体电解质具有导电性，但它们会与水分反应形成有毒的二硫化氢。因此，需要既导电又在空气中稳定的非硫化物固体电解质来制造安全、高性能和快速充电的固态锂离子电池。
在 2024 年 3 月 28 日发表在Chemistry of Materials上的一项最新研究中，由东京理科大学 Kenjiro Fujimoto 教授、Akihisa Aimi 教授和 Denso Corporation 的 Shuhei Yoshida 博士领导的研究小组发现了一种稳定且高导电性的锂离子电池烧绿石型氟氧化物形式的导体。
藤本教授表示：“制造全固态锂离子二次电池是许多电池研究人员长期以来的梦想。我们发现了一种氧化物固体电解质，它是全固态锂离子二次电池的关键组成部分。”离子电池，兼具高能量密度和安全性。除了在空气中稳定外，该材料还表现出比之前报道的氧化物固体电解质更高的离子电导率。”
本工作研究的烧绿石型氟氧化物可表示为Li2-xLa(1+x)/3M2O6F (M = Nb, Ta)。使用各种技术对其进行结构和成分分析，包括 X 射线衍射、Rietveld 分析、电感耦合等离子体发射光谱法和选区电子衍射。
具体来说，开发了Li1.25La0.58Nb2O6F，其在室温下的体积离子电导率为7.0 mS cm -1 ，总离子电导率为3.9 mS cm -1 。人们发现它比已知的氧化物固体电解质的锂离子电导率更高。该材料的离子传导活化能极低，并且该材料在低温下的离子电导率是已知固体电解质(包括硫化物基材料)中最高的之一。