中國粉體網(wǎng)訊  硫化物全固態(tài)鋰離子電池憑借高能量,、快速充放電,、低溫性能好以及高安全性、長壽命等優(yōu)點(diǎn),，開創(chuàng)性地解決了液態(tài)鋰電池存在的能量密度低,、易燃、易爆等一系列問題,，成為一項(xiàng)顛覆性前沿科技,。硫化物固體電解質(zhì)具有電位窗寬,、電壓高；輸率為1（液體為0.5）,，傳輸速率快,； 無溶媒核，擴(kuò)散速度快,； 界面副反應(yīng)少,；高溫下（60℃）不氧化、低溫下不凝固等優(yōu)勢(shì),，使硫化物全固態(tài)鋰電池同時(shí)兼有高能量密度和高倍率性能，是電動(dòng)汽車電源的最佳選擇,，世界眾多車企紛紛投入硫化物全固態(tài)鋰電池的研發(fā),，并發(fā)布了量產(chǎn)計(jì)劃。

青島能源所武建飛研究員帶領(lǐng)的先進(jìn)儲(chǔ)能材料與技術(shù)研究組,，堅(jiān)持關(guān)鍵材料與工藝技術(shù)研發(fā)為一體,，深耕硫化物全固態(tài)鋰離子電池領(lǐng)域的基礎(chǔ)科學(xué)問題和電池規(guī)模化制備技術(shù),，近年來取得了一系列突破性進(jìn)展,。

硫化物全固態(tài)鋰離子電池的關(guān)鍵核心材料是硫化物電解質(zhì)，目前已報(bào)道的硫化物電解質(zhì)的室溫離子電導(dǎo)率達(dá)到了10^-3~10^-2 S cm-1,，能夠與商品化鋰離子電池所用有機(jī)電解液的離子電導(dǎo)率相媲美,。多年來，團(tuán)隊(duì)致力于開發(fā)高性能硫化物固體電解質(zhì)（Journal of Alloys and Compounds,；專利202110579229.5),，利用高通量計(jì)算方法，開發(fā)出高電導(dǎo)率的硫化物固體電解質(zhì),，其室溫離子電導(dǎo)率均達(dá)到國際水平,。并且已建立硫化物固體電解質(zhì)中試生產(chǎn)線，具備公斤級(jí)批量制備能力,。

在此基礎(chǔ)上,，針對(duì)硫化物電解質(zhì)空氣穩(wěn)定性的研究，近期又取得關(guān)鍵性進(jìn)展,，相關(guān)成果發(fā)表在ChemElectroChem,，通過軟酸Sb⁵⁺和硬堿O^2-對(duì)Li₁₀SnP₂S₁₂電解質(zhì)進(jìn)行雙摻雜，一方面束縛了S^2-從晶格中逃逸,，避免生成H₂S,；另一方面增強(qiáng)了P-S鍵的強(qiáng)度，抑制了電解質(zhì)在高電位下氧化為P₂S₅和S,。在-10℃露點(diǎn)下,，空氣穩(wěn)定性較Li₆PS₅Cl提高近20倍,，從而獲得了兼具高離子電導(dǎo)率、電化學(xué)穩(wěn)定性和空氣穩(wěn)定性優(yōu)異的硫化物電解質(zhì)材料,。

　　圖1 空氣穩(wěn)定硫化物電解質(zhì)

為了突破硫化物全固態(tài)軟包鋰電池工業(yè)化制備的技術(shù)瓶頸,，團(tuán)隊(duì)自主創(chuàng)新了多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)：制備出厚度低于20μm的超薄電解質(zhì)膜技術(shù)；開發(fā)高穩(wěn)定性電極包覆技術(shù),；構(gòu)建了穩(wěn)定的電極/電解質(zhì)界面技術(shù),；勻漿、涂布,、電極成型等技術(shù),；成功開發(fā)出具有優(yōu)異倍率和低溫性能的軟包電池（10C（6min）倍率下充電，容量達(dá)到63.5%,，-40℃下放電容量達(dá)31%）,；率先突破全固態(tài)軟包鋰電池循環(huán)壽命差的技術(shù)難點(diǎn)，成功開發(fā)出長循環(huán)壽命的全固態(tài)軟包鋰電池,，循環(huán)850次,，容量保持率為94%。

　圖2 硫化物全固態(tài)鋰電池電化學(xué)性能

團(tuán)隊(duì)完成了實(shí)驗(yàn)室技術(shù)制造,，已建立一條全固態(tài)軟包電池實(shí)驗(yàn)室生產(chǎn)線,，探索出硫化物全固態(tài)電池生產(chǎn)模式，為推動(dòng)高性能,、低成本,、大容量、高安全硫化物全固態(tài)軟包電池的工業(yè)化生產(chǎn)奠定基礎(chǔ),。

（中國粉體網(wǎng)編輯整理/青黎）

注：圖片非商業(yè)用途,，存在侵權(quán)告知?jiǎng)h除