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作者:肖星月;张霓;刘高瞻;姚霞银;
单位:中国科学院宁波材料技术与工程研究所;中国科学院大学材料与光电研究中心;
摘要:Li_(10)GeP_2S_(12)硫化物固态电解质凭借其超高的锂离子电导率及低晶界电阻等特点,被视为是一种极具应用潜力的电解质材料。然而,Li_(10)GeP_2S_(12)对湿空气敏感且与锂金属不相容的特性阻碍了其在全固态锂电池中的应用。本工作通过Sc、O共掺杂制备出一种室温离子电导率达5.85 mS·cm~(–1)的Li_(10.04)Ge_(0.92)Sc_(0.08)P_2S_(11.88)O_(0.12)固态电解质,其中硬碱O对S的取代,使其表现出高的湿空气耐受性。基于Li_(10.04)Ge_(0.92)Sc_(0.08)P_2S_(11.88)O_(0.12)的对称锂电池的极限电流密度由1.0 mA·cm~(–2)提升至2.4 mA·cm~(–2)。LiCoO_2|Li_(10.04)Ge_(0.92)Sc_(0.08)P_2S_(11.88)O_(0.12)|Li全固态锂电池在1 C条件下表现出95.98 mA·h·g~(–1)的初始放电比容量,循环500次后容量保持率为81.7%。
关键词:锂锗磷硫;硫化物固态电解质;湿空气稳定性;全固态锂电池
基金资助:国家重点研发计划(2022YFB3807700); 国家自然科学基金(22309194,52372244); 中国科学院青年创新促进会项目(Y2021080)