硫化物全固態電池乾法製備研究進展

基於硫化物固態電解質的全固態二次電池被認為是最有前途的下一代新能源系統之一。近日，中國青島生物能源與製程研究所的研究人員利用熔融黏合技術乾法製備了具有優異柔韌性的超薄硫化物固體電解質膜。採用此電解質膜製備的整合式全固態電池具有優異的界面穩定性和長循環性能。

實驗室原型的雙極電池

為了解決目前乾法製備過程中各種成分分散不均的問題，研究團隊提出了低壓製備的熔融鍵結策略。低黏度熱塑性聚醯胺（TPA）和硫化物Li6PS5Cl在黏流狀態下預先混合。在較低壓力下熱壓成型，促使TPA滲透到硫化物顆粒之間的間隙，建構聚合物滲流網絡，實現超薄膜形成，同時具有優異的柔韌性、熱塑性、彎曲性和高離子電導率。 

研究團隊利用同步輻射X射線斷層掃描對循環後的對稱電池進行觀察，發現這種超薄膜可以有效抑制循環過程中電極體積膨脹引起的界面分離和電解液碎裂等問題，並保持界面穩定性。固態電解質內部建構了完整的聚合物滲流網絡，有利於消散電池運作過程中不均勻的內應力，降低機械故障的風險。

雙極電池

採用正極與薄層電解質界面熔融鍵合策略製備的一體化全固態電池，適配鋰銦負極，707次循環後容量保持率大於80%；適配純矽負極（μSi），478次循環最終容量維持率大於80%，可循環2000次。高負載NCM83||μSi全電池，經過9200小時、1400次循環後，表面容量仍維持大於2.5mAh/cm²，循環壽命超過10000小時，高於硫化物全固態高鎳三元系電池。