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和 @废物咯 一起 #合拍 基于Li₆PS₅Cl的超长循环全固态电池研究组会汇报大纲 一、研究背景与意义 1. 商用锂离子电池(LIBs)的痛点:有机液态电解质易燃,存在安全隐患,尤其在高电压下风险更高。 2. 全固态电池(ASSBs)的优势:采用固态电解质(SSEs),安全性和稳定性更优,是解决LIBs安全问题的关键方向。 3. 现有ASSBs的挑战:固态电解质离子电导率低、电解质与电极界面阻抗高、制造成本较高,且硫化物固态电解质因刚性易产生微裂纹,影响循环性能。 4. 本研究的核心目标:制备薄且性能优异的硫化物基复合固态电解质(CSE),提升ASSBs的循环寿命与商业化潜力。 二、实验设计与材料制备 (一)核心材料选择 1. 电解质体系:选取硫银锗矿型硫化物Li₆PS₅Cl(LPSCl)作为核心电解质,其室温离子电导率较高(约3.9 mS cm⁻¹),电化学兼容性较好。 2. 聚合物骨架:采用极性聚偏氟乙烯-三氟乙烯共聚物(P(VDF-TrFE)),其β相占比高、介电常数大且柔韧性好,可改善电解质机械性能。 3. 电极材料:正极选用LiNbO₃包覆的LiNi₀.₈Co₀.₁Mn₀.₁O₂(NCM@LNO),提升与硫化物电解质的兼容性;负极采用锂铟(Li-In)合金,降低界面反应风险。 (二)复合固态电解质(LPSCl@P(VDF-TrFE) CSE)制备工艺 1. 步骤1:通过球磨和热处理制备LPSCl粉末,研磨筛分后控制粒径在1-3 µm。 2. 步骤2:采用静电纺丝法制备多孔P(VDF-TrFE)膜,调控孔隙结构(孔径10-20 µm)以利于LPSCl浸润。 3. 步骤3:将LPSCl-甲苯浆料浸润到P(VDF-TrFE)膜中,溶剂蒸发后热压(200℃、10 MPa、2 h),得到30-40 µm厚的柔性CSE膜。 (三)电池组装 1. 扣式电池:NCM@LNO复合正极(NCM@LNO:LPSCl:碳纳米管=7:2:1)、LPSCl@P(VDF-TrFE) CSE、Li-In负极,施加100 MPa压力组装。 2. pouch型电池:采用与扣式电池相同的电极和电解质体系,封装于聚丙烯涂层铝塑膜中,验证商业化可行性。 三、材料表征结果 (一)CSE的微观结构与成分 1. 扫描电镜(SEM):CSE膜结构致密,LPSCl颗
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