孙学良AEM: Sn取代的多功能Li6PS5I固态电解质助力高性能全固态锂电池
北2北
2020-01-31
硫化物固态电解质由于具有离子电导率高、机械强度大等优势而在诸多固态电解质体系中颇受青睐。然而，硫化物固态电解质与金属锂兼容性较差且在空气环境中不稳定，这严重限制了其实际应用。最近，加拿大西安大略大学的孙学良教授团队将Li6PS5I（LPSI）固态电解质中的P(Ⅴ)元素用Sn(Ⅳ)进行取代制备了一种新型的LPSI-xSn（x为Sn元素取代的百分比）固态电解质。相比原来的LPSI固态电解质，这种新型LPSI-20Sn电解质由于Sn原子的半径较大而使得其离子电导率提高了125倍之多。这种高离子电导的LPSI-20Sn电解质使得硫化物固态电解质与金属锂负极之间存在一层富含I的固态电解质稳定层，从而赋予了全固态锂电池更好地循环稳定性和更优异的倍率性能。更为重要的是，由于电解质中存在更强的Sn-S键，因此该电解质在O2和潮湿条件下能够保持较高的稳定性。这种多用途Sn取代策略为开发新型空气稳定的硫化物固态电解质提供了新的方案。
Feipeng Zhao, Xueliang Sun et al, A Versatile Sn-Substituted Argyrodite Sulfide Electrolyte for All-Solid-State Li Metal Batteries, Advanced Energy Materials, 2020
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/aenm.201903422?af=R