全固态锂电池（ASSLBs）因其高能量密度和优异安全性被视为未来电池技术的重要方向。然而，高离子导电的固态电解质材料开发仍是关键瓶颈。近年来，卤化物固态电解质因其优良的电化学稳定性和机械柔韧性，成为研究热点。传统设计理念倾向于锂含量丰富以提高离子电导率，但高锂含量通常伴随着材料成本增加及抗氧化性能下降的问题。
近期，中国矿业大学与深圳大学联合团队在《Chemical Engineering Journal》发表了一项关于新型固态电解质的突破性研究。他们以碳酸锂和超纯五氯化钽（TaCl5）为原料，通过机械球磨法成功合成了一种锂贫乏钽氧氯化物固态电解质（0.5Li₂O-TaCl₅），其室温离子电导率高达8.54×10⁻³ S cm⁻¹，创下了同类材料的最高纪录。这种电解质采用创新的锂贫乏设计（Li/阴离子比仅0.182），通过引入氧元素形成非晶结构，构建了丰富的锂离子迁移通道。材料表征显示，Ta-Cl和Ta-O键的协同作用不仅稳定了非晶网络，还降低了锂离子迁移能垒（活化能0.244 eV）。更值得注意的是，其3.28 g cm⁻³的超高压实密度确保了与电极的紧密接触，为解决固态电池界面阻抗难题提供了新方案。
在实际应用中，基于该电解质的全固态电池展现出卓越性能。以LiCoO₂为正极的电池在0.1C倍率下实现158.7 mAh g⁻¹的初始放电容量和97.13%的库仑效率，5C高倍率下仍保持93.8 mAh g⁻¹容量。最引人注目的是，在3C倍率下循环3000次后容量保持率高达97.14%，创造了固态电池循环稳定性的新纪录。通过原位阻抗分析和SEM观察发现，循环过程中电解质与正极界面始终保持稳定，未出现裂纹或相分离。这种优异的界面稳定性源于材料独特的非晶结构和高压实特性，使其能够有效适应电极材料在充放电过程中的体积变化。
该研究颠覆了传统"富锂设计提升电导率"的认知范式，为固态电解质开发开辟了新方向。相比传统Li₃MX₆卤化物电解质，这种锂贫乏设计大幅降低了原材料成本，同时拓宽了电化学稳定窗口。研究团队通过球磨工艺优化将制备时间缩短至28小时，相比同类材料动辄100小时的制备周期更具产业化潜力。未来，这种电解质在高镍正极（如NCM811）和锂金属负极体系中的应用值得期待，或将推动能量密度超过400 Wh/kg的全固态电池早日实现商业化。这项成果不仅解决了固态电池的核心材料难题，更为下一代储能技术的发展提供了关键技术支持。
同时，该研究对于五氯化钽而言，扩展了五氯化钽的高附加值应用领域，为钽资源在新能源材料中的利用提供了新途径，结合我国钽冶炼产业优势，新型贫锂的钽基固态电解质的开发将为我国高端固态电池的发展注入核心竞争力和产业新动能。
