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涂江平/王秀麗AEM: 這種電解質(zhì)，極限能量機(jī)械合金化制備！用于全固態(tài)鋰金屬電池

硫化物固體電解質(zhì)（SSE）由于其高離子電導(dǎo)率和適當(dāng)?shù)臋C(jī)械強(qiáng)度而引起了廣泛的關(guān)注。然而，SSEs較差的空氣穩(wěn)定性和高昂的制備成本限制了它們的應(yīng)用，因此，迫切需要用一種簡單的方法開發(fā)一種通用的SSE。

在此，浙江大學(xué)涂江平教授、王秀麗副教授等人采用一種新型的極限能量機(jī)械合金化 (UEMA) 方法，一鍋快速合成硫銀鍺礦型 (argyrodite-type) 固態(tài)電解質(zhì)。根據(jù)軟硬酸堿理論和DFT計(jì)算，作者嘗試在Li₆PS₅I中摻雜In來增強(qiáng)空氣穩(wěn)定性，實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明了該方法的成功。

合成的Li_6.5In_0.25P_0.75S₅I電解質(zhì)具有高離子電導(dǎo)率 (1.06 mS cm^-1)，并且由于形成了富含LiI的界面層，因此對Li金屬也具有出色的界面穩(wěn)定性。

圖1. UEMA法制備Li₆PS₅I電解質(zhì)

驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)顯示，以Li_6.5In_0.25P_0.75S₅I為電解質(zhì)組裝的鋰硫電池具有較高的放電容量（954 mAh g^-1），200次循環(huán)后容量保持率達(dá)96%。

因此，UEMA是一種簡單實(shí)用的制備硫銀鍺礦電解質(zhì)的方法，In摻雜的Li₆PS₅I是一種具有高空氣穩(wěn)定性和離子導(dǎo)電性的新型電解質(zhì)，在全固態(tài)金屬鋰電池中具有廣闊的應(yīng)用前景。

圖2. 以Li_6.5In_0.25P_0.75S₅I為電解質(zhì)組裝的鋰硫電池的電化學(xué)性能

A Versatile Li_6.5In_0.25P_0.75S₅I Sulfide Electrolyte Triggered by Ultimate-Energy Mechanical Alloying for All-Solid-State Lithium Metal Batteries, Advanced Energy Materials 2021. DOI: 10.1002/aenm.202101521

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