孙学良EnSM：具有超高离子电导率的Br基硫银锗矿型固态电解质

newbee

2020-05-01

锂离子电池由于其高能量和功率密度而在过去的几十年中引起了广泛的关注。当前，电动汽车（EV）对锂离子电池在提出了新的要求，例如更高的能量密度，更高的安全性和更好的循环寿命。为了满足上述要求，用不易燃的无机固体电解质代替有机液体电解质是改善安全性和提高能量密度的有效方法。Li₆PS₅Br具有高离子电导率和低成本，给固态电池带来了希望。基于此，加拿大西安大略大学孙学良和Yining Huang等人们通过用Br代替S来提高电导率，并系统地调整其组成和合成参数以优化电导率。

本文要点：

1） 与Li₆PS₅Br相比，Li_5.5PS_4.5Br_1.5具有更高的离子电导率和更好的锂相容性。

2） 尽管Li_5.5PS_4.5Br_1.5对金属锂存在化学不稳定性，但在锂对称电池中循环2500 h后的过电位和电阻均比较小，仍可实现稳定的循环行为。

3） 裸露的NCM622和涂有LiNbO₃的NCM622在与Li_5.5PS_4.5Br_1.5电解质和In或Li负极组合使用时均显示出较长的循环寿命。

4） 对于不同的负极，LiNbO₃层都可以有效地提高固态电池的容量和循环性能。

Chuang Yu, et al.,  Enabling ultrafast ionic conductivity in Br-based lithium argyrodite electrolytes for solid-state batteries with different anodes, Energy Storage Materials, 2020

DOI: 10.1016/j.ensm.2020.04.014

https://doi.org/10.1016/j.ensm.2020.04.014