清华大学材料学院南策文、沈洋团队在全固态锂电池领域取得进展

在各种各样的电解质材料中，硫化物固态电解质引起了广泛的关注。尽管硫化物电解质的离子导电性已经取得了很大进展，但硫化物电解质在全固态锂电池中的应用仍面临诸多挑战。制备具有较薄的厚度和高离子电导率的固体电解质对开发性能优良的全固态锂电池至关重要。

本项工作作为《先进能源材料》（Advanced Energy Materials）封面文章发表

鉴于此，清华大学材料学院南策文院士、沈洋教授团队报道了一种可弯曲的、具备高锂离子电导率的超薄复合固体电解质膜，该膜由硫银锗矿硫化物Li6PS5Cl和极性聚（偏氟乙烯-共三氟乙烯）P(VDF-TrFE)框架组成。Li6PS5Cl和极性P(VDF-TrFE)之间的相互作用确保了复合电解质膜在室温下的高锂离子传导率（≈1.2 mS cm-1）和良好的机械延展性。采用该薄型复合电解质膜组装的全固态电池显示出优异的循环性能，在室温下1.0 mA cm-2的电流密度下，1000次循环后的容量保持率为92%，即使在20000次循环后也有71%。这是迄今为止报道中室温下循环寿命最长的全固态电池。此外，具有高承载量的软包全固态电池的成功制备也证明了其在未来商业应用中的潜力和可行性。这项工作会对制备薄而高性能的复合电解质材料有所启发，并为实现具有高性能的、可产业化的实用硫化物基全固态电池指引方向。

超薄复合固态电解质膜的制备工艺及材料表征

相关成果以“Li6PS5Cl基电解质的超长循环全固态电池”（Super Long-Cycling All-Solid-State Battery with Thin Li6PS5Cl-Based Electrolyte）为题，近日在线发表在国际期刊《先进能源材料》（Advanced Energy Materials）上，并作为当期封面文章发表。

材料学院2018级博士生刘思捷为论文第一作者，南策文院士、沈洋教授为通讯作者。其他重要贡献者包括材料学院博士后周乐、材料学院2017级博士生韩健等。相关研究工作受国家自然科学基金委和科技部国家重点研发计划支持。

论文链接：

https://doi.org/10.1002/aenm.202200660

供稿：材料学院

编辑：李华山

审核：吕婷