北科大范丽珍教授团队《Adv. Funct. Mater.》：空气稳定、锂金属兼容的硫化物电解质用于全固态锂金属电池

点击蓝字关注我们

用于全固态锂金属电池的硫化物固体电解质因其超高的锂离子电导率和良好的加工性而受到越来越多的关注。然而，大部分硫化物电解质仍面临着空气稳定性差，锂金属相容性差等问题，严重阻碍了其实际应用。
近日，北京科技大学高磊、范丽珍教授团队等在Advanced Functional Materials上发表了题为“High Air Stability and Excellent Li Metal Compatibility of Argyrodite‐Based Electrolyte Enabling Superior All‐Solid‐State Li Metal Batteries”的论文。该课题组通过金属氧化物Bi₂O₃共掺杂Li₆PS₅Cl的策略制备了一种兼具高锂离子电导率，高空气稳定性及良好的锂金属的相容性的硫化物电解质，从而加速了硫化物电解质在全固态电池方面的应用。 

图文解析

1) 通过多种表征手段对Bi、O共掺杂的Li_6.04P_0.98Bi_0.02S_4.97O_0.03Cl电解质的进行物相结构。


2) 所合成的Li_6.04P_0.98Bi_0.02S_4.97O_0.03Cl电解质具有高的锂离子电导率，同时具有较低的活化能，低的电子电导，是一个理想的离子导体。

3) 掺杂后的Li_6.04P_0.98Bi_0.02S_4.97O_0.03Cl电解质具有优异的空气稳定性，同时结合第一性原理计算，并从热力学和动力学的角度探究电解质的空气稳定机制。同时，电解质的溶剂稳定性也进行了测试。

4）不同掺杂量的临界电流密度，最高达1.1 mA cm^-2。
 
5）掺杂后的Li_6.04P_0.98Bi_0.02S_4.97O_0.03Cl电解质与金属锂具有良好的相同性。掺杂组分诱导在界面处形成均匀分散的Li-Bi合金，能够有效的降低界面处的锂离子扩散能垒。 
6）基于该电解质组装的全固态锂金属电池具有优异的电化学性能。
原文链接High Air Stability and Excellent Li Metal Compatibility of Argyrodite‐Based Electrolyte Enabling Superior All‐Solid‐State Li Metal Batteries - Liu - - Advanced Functional Materials - Wiley Online Library https://doi.org/10.1002/adfm.202203858

相关进展

化学与材料科学原创文章。欢迎个人转发和分享，刊物或媒体如需转载，请联系邮箱：[e-mail]

扫二维码｜关注我们

微信号 : Chem-MSE

诚邀投稿

欢迎专家学者提供化学化工、材料科学与工程产学研方面的稿件至[e-mail]，并请注明详细联系信息。化学与材料科学®会及时选用推送。