Small Methods:成本降低92%!硫化物固体电解质合成新策略

Small Methods:成本降低92%!硫化物固体电解质合成新策略
与商用锂离子电池不同,固体电解质 (SE) 的高成本和低离子电导率仍然是商用全固态电池 (ASSB) 的一大障碍。与传统的干法和高能球磨工艺不同,批量SEs的生产性溶液合成是高能量密度ASSBs成功应用的最关键问题。
Small Methods:成本降低92%!硫化物固体电解质合成新策略
在此,韩国釜庆大学Kang-Jun Baeg与韩国电子技术研究院 (KERI) Jun-Woo Park等人开发了一种新途径,通过溶液相合成法制备离子电导率高达1.8 mS cm-1的块状硫银锗矿Li6PS5Cl (LPSCl) SEs,而无需任何高能球磨工艺和缓解高压或高温条件。通过在制备过程中加入元素硫添加剂,Li2S和S形成多硫化物,诱导P2S5容易反应,从而为LPSCl提供优异离子电导率。
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图1. ASSB的电化学特性
此外,制造的NCM622/WS-LPSCl/Li-In半电池实现了185.6 mA h g-1的高放电容量,接近于NCM622电极的理论值。更重要的是,前驱体的纯度不会严格影响硫化物电解质的离子电导率和晶体结构以及ASSB电池的最终电化学特性。
该研究为节省硫化物SE的生产成本提供了一种很有前景的策略,甚至可能高达92%,有望实现单位能量密度≈0.46 美元的有竞争力的成本。
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图2. 不同SE的价格对比分析
A Novel Strategy to Overcome the Hurdle for Commercial All-Solid-State Batteries via Low-Cost Synthesis of Sulfide Solid Electrolytes, Small Methods 2021. DOI: 10.1002/smtd.202100793

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