鹵化物固態(tài)電解質(zhì)具有離子電導(dǎo)率高、高溫下穩(wěn)定、可變形性良好、電化學(xué)窗口寬等潛在優(yōu)勢，有望實(shí)現(xiàn)鋰離子的快速傳輸。鹵化物固態(tài)電解質(zhì)可以組裝金屬碘電池、溴基液流電池、Zn-Cl2液流電池等各種電池，在電化學(xué)儲能領(lǐng)域應(yīng)用前景廣闊。鹵化物固態(tài)電解質(zhì)是指具有鹵素陰離子框架的離子導(dǎo)體。

鹵化物固態(tài)電解質(zhì)化學(xué)通式為LiaMXb，M為金屬元素，X為鹵素元素，Li元素主要來源于Li的氧化物、碳酸物、氯化物、氫氧化物等。鹵化物固態(tài)電解質(zhì)結(jié)構(gòu)分為橄欖石結(jié)構(gòu)、尖晶石結(jié)構(gòu)、三方晶系結(jié)構(gòu)、正交晶系結(jié)構(gòu)及單斜晶系結(jié)構(gòu)等，金屬離子半徑、離子排列方式?jīng)Q定著其結(jié)構(gòu)。目前LiaMX4、LiaMX6、LiaMX8是常見的在研鹵化物固態(tài)電解質(zhì)。

鹵化物固態(tài)電解質(zhì)研究時間較長，但相比于其他類型固態(tài)電解質(zhì)，其研究進(jìn)展緩慢，新一輪鹵化物固態(tài)電解質(zhì)研究浪潮起于2018年，即Asano等人發(fā)現(xiàn)Li3YCl6、Li3YBr6之后。目前鹵化物固態(tài)電解質(zhì)研究正不斷深入，其離子電導(dǎo)率、潮濕環(huán)境穩(wěn)定性、正極材料兼容性等性能將進(jìn)一步改善。

固態(tài)電池是新一代高性能電池，具有安全性好、能量密度高、循環(huán)壽命長等優(yōu)勢，近年來，美國、日本、中國等國家都在大力發(fā)展固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)，相關(guān)企業(yè)有Quantum Scape、豐田、LG、德爾股份、寧波鋒鋰、寧德時代等。

固態(tài)電解質(zhì)是固態(tài)電池的核心和難點(diǎn)技術(shù)，傳統(tǒng)固態(tài)電解質(zhì)有氧化物固態(tài)電解質(zhì)、硫化物固態(tài)電解質(zhì)、聚合物固態(tài)電解質(zhì)，氧化物固態(tài)電解質(zhì)燒結(jié)溫度高、機(jī)械加工性差，硫化物固態(tài)電解質(zhì)電化學(xué)窗口較窄。鹵化物固態(tài)電解質(zhì)被認(rèn)為是第四種固態(tài)電解質(zhì)體系，在成本、加工性、環(huán)保性、電導(dǎo)率等方面具有一定優(yōu)勢，未來應(yīng)用潛力廣闊。

鹵化物固態(tài)電解質(zhì)合成方法包括濕化學(xué)法、固相合成法、液相合成法、氣相沉積法等，其中固相合成法是鹵化物固態(tài)電解質(zhì)常見合成方法，主要分為球磨法、高溫退火法兩種。

目前全球鹵化物固態(tài)電解質(zhì)市場處于起步階段，我國鹵化物固態(tài)電解質(zhì)相關(guān)研究機(jī)構(gòu)和企業(yè)有中科院上硅所、中國科大、國聯(lián)研究院、河北雄安稀土、有研工研院等。河北雄安稀土為有研稀土子公司，目前其已開發(fā)出多款Y基、Yb基高性能稀土鹵化物固態(tài)電解質(zhì)材料。