中國粉體網(wǎng)訊  全固態(tài)鋰電池由于采用不可燃的固態(tài)電解質(zhì),，可有效改善電池安全性問題,。在已開發(fā)的固態(tài)電解質(zhì)中,，硫化物固態(tài)電解質(zhì)因其較高的離子導電率,，引起了國內(nèi)外研究機構的高度關注。Li2S是合成硫化物電解質(zhì)的關鍵原材料,，而Li2S的高成本導致硫化物電解質(zhì)價格居高不下,，因此低成本大規(guī)模合成Li2S是推進硫化物電解質(zhì)和硫化物全固態(tài)電池實用化的關鍵。

硫化鋰粉體（圖源：凱亞達）

很長一段時間以來,，硫化鋰一直是一種新奇的化合物,，幾乎沒有任何實際應用。直至近10年，研究人員在開發(fā)先進的下一代鋰離子電池材料時對這種化合物產(chǎn)生了濃厚的興趣,，使用Li2S為原材料合成的具有超高離子電導率的電解質(zhì)不斷被報道,。

硫化物固態(tài)電解質(zhì)

現(xiàn)在，Li2S已經(jīng)成為了可充電電池領域的明星材料,，不僅用于合成硫化物固態(tài)電解質(zhì)(如(100-x)Li2S-xP2S5,、Li2S-MxSy-P2S5等)，還直接用于新興電池體系鋰硫電池的正極,。隨著動力電池產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,，硫化物固態(tài)電解質(zhì)及鋰硫電池體系研究逐漸加深，對硫化鋰的需求也將進一步加大,。

硫化鋰粉體的制備方法

雖然用硫化鋰做原材料制備的硫化物固態(tài)電解質(zhì)具有較高的離子導電率,，但是硫化鋰材料本身具有比較突出的問題，其具有活潑的化學性質(zhì),，在空氣中易水解產(chǎn)生劇毒的硫化氫氣體,，因此不能直接存在于自然界中。由于在空氣中不穩(wěn)定,，也導致了其制備和儲存需要非常復雜的工藝,。目前，有關于硫化鋰合成方法的相關報道中,，主要包括以下幾種：鋰/硫干法,、鋰/硫濕法、復分解反應法,、鎂熱還原反應法,、氫熱還原反應法以及碳熱還原反應法。

目前,，實驗室合成硫化鋰的主要方法包括：(1)利用鋰金屬或高活性的含鋰化合物(如LiOEt,、LiH等)作為鋰源，制備的Li2S純度較高,，但因其原材料價格高昂,，導致其制備成本較高；(2)利用低活性的鋰鹽(如Li₂SO₄,、Li₂CO₃,、LiOH等)作為鋰源，具有較低的成本,，但制備的Li₂S純度較低，很難達到電池級標準,。

值得注意的是,，合成Li₂S的原料H₂S氣體是天然氣中的一種雜質(zhì)，也是石油工業(yè)的副產(chǎn)品,，由于其高毒性,，其運輸和儲存成本很高,，但實際上在原產(chǎn)地是幾乎免費的。在那里,，H₂S作為廢氣直接燃燒或通過克勞斯法(H₂S與其燃燒產(chǎn)物SO₂的歧化反應)轉(zhuǎn)化為硫,，每年生產(chǎn)的數(shù)千萬噸商業(yè)硫大多數(shù)來自H₂S。如果將H2S廢氣轉(zhuǎn)化為Li₂S,，不僅可以獲得高附加值,，而且還更加綠色環(huán)保。

事實上,，據(jù)中國粉體網(wǎng)了解,，日本石化巨頭出光興產(chǎn)正是按此思路利用石油精煉過程中產(chǎn)生的副產(chǎn)品，嘗試生產(chǎn)固態(tài)電解質(zhì)的原料硫化鋰,，在對硫化鋰的處理和應用方面頗具技術積累,。

據(jù)悉，自2001年以來,，出光興產(chǎn)一直致力于全固態(tài)電池的基礎研究,，其擁有多項以硫化鋰為原料的硫化物固態(tài)電解質(zhì)專利。目前,，出光興產(chǎn)已有一個生產(chǎn)硫化物固態(tài)電解質(zhì)的小型試驗工廠,，并正在擴充產(chǎn)能，作為未來四到五年內(nèi)商業(yè)化的基盤,。

硫化物固態(tài)電解質(zhì)粉體

硫化鋰粉體國產(chǎn)化進展

凱亞達

凱亞達近20年一直專注于高純單質(zhì),、高純化合物等新型半導體材料的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售,，以做實"高純碲--碲系化合物"的產(chǎn)業(yè)鏈為基礎,，不斷研發(fā)并推出市場所需的前沿材料。至今,，凱亞達研制的高純材料多達200余種,，在國內(nèi)高純領域領先。其生產(chǎn)的硫化鋰純度達99.99%以上,，雜質(zhì)鋁,、鈣、銅,、鐵,、鎂、鎳,、鉛,、硒等總含量小于100ppm，為全球硫化鋰市場的重要參與者。

漢普高新

成都漢普高新材料有限公司是一家專業(yè)從事半導體材料,、全固態(tài)電池材料,、高純氮化物、高純氧化物,、高純碘化物及高純合金材料和化合物半導體材料的開發(fā)及生產(chǎn)的高新技術企業(yè),。硫化鋰純度達99.99%以上，2024年媒體報道其高純硫化鋰產(chǎn)能達50噸,，并可根據(jù)市場情況擴大產(chǎn)能,，滿足國內(nèi)外需求。

光華科技

2024年12月光華科技的公告中稱,，硫化鋰相關固態(tài)電池材料產(chǎn)品產(chǎn)能為300噸/年,，公司可根據(jù)市場需求，在現(xiàn)有廠區(qū)通過購置反應釜等生產(chǎn)設備將產(chǎn)能擴至3000噸/年,。該類產(chǎn)品是基于公司的化學分離提純技術延伸開發(fā)的新產(chǎn)品,。

鑫潤德

湖北鑫潤德化工有限公司是以化工原料、香精香料及中間體等精細化工等集研發(fā),、生產(chǎn),、銷售為一體的大型高新技術股份制化工企業(yè)。據(jù)相關研報顯示,，湖北鑫潤德是中國硫化鋰市場的核心廠商之一,。

天齊鋰業(yè)

2024年，天齊鋰業(yè)在互動平臺表示,，公司已完成下一代固態(tài)電池關鍵原材料硫化鋰產(chǎn)業(yè)化相關支持工作,，累計與十余家下游客戶進行打樣，持續(xù)開展產(chǎn)品質(zhì)量提升和降本技術優(yōu)化,。

2023年,，據(jù)國家知識產(chǎn)權局公告，天齊鋰業(yè)一項名為“EV級高純硫化鋰及其制備方法”的專利顯示,，該方法純度在99.9％以上,，白度80以上，D50≤15μm,，工藝操作簡單,，安全性高、能耗低,，設備要求不高,，生產(chǎn)成本低，適合工業(yè)化生產(chǎn),。

贛鋒鋰業(yè)

贛鋒鋰業(yè)采用自產(chǎn)的優(yōu)級硫化鋰原料,，向行業(yè)提供硫化物固態(tài)電解質(zhì)產(chǎn)品,。其硫化鋰原料純度≥99.9%。

廈鎢新能

廈鎢新能采用特殊冶煉技術提煉活性鋰化合物,，與含硫化合物反應，從源頭控制反應活潑性和反應環(huán)境,，保護硫化鋰的存在形式,；全套設備自研。產(chǎn)品純度高,，成本較低,，原材料常見，且反應一步到位,，工藝簡單,。

恩捷股份

湖南恩捷與中南大學技術團隊自2021年起開始聯(lián)合研發(fā)低成本、高純度硫化鋰產(chǎn)品,，近日,，湖南恩捷首席科學家劉芳洋表示，目前公司對于硫化鋰與固態(tài)電解質(zhì)的開發(fā)處于中試階段,，預計2024年-2025年底建成百噸級硫化鋰中試線,、10噸級硫鹵化物固態(tài)電解質(zhì)中試線、電解質(zhì)膜中試生產(chǎn)線,，預計2026年-2027年底進入量產(chǎn)階段,，建成千噸級硫化鋰量產(chǎn)線，建成千噸級硫鹵化物固態(tài)電解質(zhì)量產(chǎn)線,，實現(xiàn)超薄硫鹵化物電解質(zhì)批量生產(chǎn),。

天賜材料

據(jù)天賜材料研究院范偉貞報告顯示，2024年,，天賜材料已完成Li2S,、硫化物固態(tài)電解質(zhì)實驗室公斤級生產(chǎn)；預計2025年實現(xiàn)Li2S,、硫化物固態(tài)電解質(zhì)百公斤級生產(chǎn),；2026年實現(xiàn)Li2S、硫化物固態(tài)電解質(zhì)噸級生產(chǎn),；2027年硫化物固態(tài)電解質(zhì)千噸級產(chǎn)線建成,。

深圳研一

深圳研一于2020年布局硫化鋰產(chǎn)品研發(fā)，目前已實現(xiàn)材料的產(chǎn)業(yè)化目標,。產(chǎn)品指標具有國際先進性,，產(chǎn)品純度高，結晶度高,，產(chǎn)品已獲得國內(nèi)頭部企業(yè)及高�,？蒲袌F隊的認可,，同時已獲得主流企業(yè)的小批量訂單。

栩辰科技

珠海栩辰科技有限公司通過固相反應可以得到純度高達99.9%的硫化鋰納米粉體,，并且工藝流程簡單,，成本低，制備出的硫化鋰顆粒尺寸小,、純度高,。

四川全固態(tài)新材料有限公司

四川全固態(tài)新材料有限公司成立于2024年5月11日，公司主要經(jīng)營技術開發(fā),、電子專用材料制造,、新材料技術研發(fā)、電子專用材料研發(fā),、技術推廣,、技術轉(zhuǎn)讓、新興能源技術研發(fā)等,。

參考來源：

涂芳源：用于硫化物固體電解質(zhì)的高純Li2S低成本合成研究

趙梓翔：硫化鋰的低成本制備提純及其在硫化物電解質(zhì)中的應用

各企業(yè)官網(wǎng)公告,、財聯(lián)社、中國粉體網(wǎng)等,。

（中國粉體網(wǎng)編輯整理/平安）

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