近日，中國科學院大連化學物理研究所研究員吳忠帥、副研究員石浩東團隊開發出新型高離子電導率硫銀鍺礦型固態電解質，為寬溫域、高載量、長壽命的全固態鋰離子電池的開發奠定基礎。相關成果發表在《美國化學會能源快報》上，并被選為補充封面文章。
高離子電導率硫銀鍺礦型固態電解質示意圖。大連化物所供圖
全固態電池因其高能量密度和優異的安全性而受到廣泛關注。開發具有良好的界面穩定性和高離子電導率的固態電解質，是實現高正極載量和寬溫域適應性全固態電池商業化應用的基礎。目前，僅有少數幾種固態電解質可在室溫下實現超過10毫西門子/厘米的離子電導率。因此，需要開發具有優異離子電導率和高穩定性的固態電解質，以發展具有優異電化學性能的全固態鋰離子電池。
本工作中，研究團隊通過多陽離子摻雜和取代策略，開發出一種新型的高熵硫化物固態電解質“LGSSSI”。得益于較低的鋰離子遷移活化能，該電解質展現出優異的離子電導率。冷壓后，該電解質的離子電導率達12.7毫西門子/厘米，熱壓后，其離子電導率可進一步提升至32.2毫西門子/厘米。研究發現，基于LGSSSI電解質的全固態鋰離子電池，在超高正極載量和較寬溫度范圍內，均展現出優異的循環性能。
該電解質與多種正負極材料均具有良好的界面兼容性，有望為下一代高能量密度全固態電池的商業化應用提供材料支撐。
相關論文信息：https://doi.org/10.1021/acsenergylett.4c03115
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