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硅酸盐学报2025年第06期:超薄硫化物固态电解质膜的研究与开发进展

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作者:余灿文;刘心怡;张柏松;姜益栋;邓永红;许晓雄;池上森;

单位:南方科技大学材料科学与工程系;南方科技大学创新创业学院,广东省电驱动力能源材料重点实验室;

摘要:以固态电解质(SSEs)代替传统有机液态电解质的全固态锂电池(ASSLBs)具有优异的安全性和高的能量密度,是最有潜力的下一代储能电池。在SSEs中,硫化物电解质具有高离子导电性、低活化能和良好的机械性能而备受关注,开发超薄硫化物SSEs膜可以有效提升ASSLBs的能量密度。然而,硫化物粉末颗粒成膜后,薄膜强度低和力学性能差,限制了电解质超薄膜和ASSLBs的研究开发进展,使得制备具有一定力学性能的超薄硫化物SSEs膜成为挑战。本文介绍几种常见的硫化物SSEs合成方法及其应用进展,综述硫化物薄膜干法和湿法工艺合成,薄膜合成过程中黏结剂选择,薄膜致密化策略以及SSEs薄膜与正负极接触稳定性,探讨材料、制造工艺和系统集成相关的挑战并提出应对这些挑战的策略,强调硫化物SSEs薄膜在实现高比能ASSLBs的关键作用。

关键词:全固态锂电池;硫化物电解质;超薄膜制备;黏结剂;界面稳定性

基金资助:国家自然科学基金(22279051); 国家重点研发计划(2022YFB3807700)