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Adv. Sci.:3小時快速合成鋰硫銀鍺礦固態電解質!

Adv. Sci.:3小時快速合成鋰硫銀鍺礦固態電解質!
用于全固態電池(ASSBs)的鋰硫銀鍺礦超離子導體的濕化學合成方法很有前景,因為它可以節省時間、能源和成本,同時實現可擴展的生產。然而,它面臨著某些商業化問題,如副產品的產生、溶劑的親核性攻擊和漫長的處理時間。
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圖1 LPSC的不同制備工藝對比
高麗大學Dong-Wan Kim等為Li6PS5Cl(LPSC)提出了一種簡便、省時的微波輔助濕法合成(MW-process)方法,該方法在前驅體-合成階段3小時內完成。從MW工藝中獲得的LPSC晶體具有各種優勢,如快速生成PS43-、LiCl的高溶解度,以及來自溶劑分子的低不利影響。這些特點有助于實現高鋰離子傳導率(2.79 mS cm-1)和低電子電導率(1.85×10-6 mS cm-1)。
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圖2 LPSC的物理和化學特性
此外,LPSC晶體在與鋰金屬匹配時是穩定的(在0.1 mA cm-2條件下為2000小時),并且在與LiNi0.6Co0.2Mn0.2(NCM622)匹配時也表現出卓越的循環性(在0.5 C條件下為145.5 mA h g-1,200次循環中每次循環容量損失為0.12%)。所提出的合成方法為硫化物基固態電解質(SE)的濕化學工程提出了新的見解,這對于從商業規模的角度開發ASSB至關重要。
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圖3 全固態電池性能
A Novel Time-Saving Synthesis Approach for Li-Argyrodite Superionic Conductor. Advanced Science 2023. DOI: 10.1002/advs.202301707

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