新技術讓硫化物全固態鋰離子電池向產業化更近一步

中國科學院青島生物能源與過程研究所武建飛研究員帶領的先進儲能材料與技術研究組，在硫化物全固態鋰離子電池領域的基礎科學問題和電池規模化制備技術方面，取得了一系列突破性新進展。相關成果發表在國際期刊《化學電化學》上。

硫化物全固態鋰離子電池憑借高能量、快速充放電、低溫性能好以及高安全性、長壽命等優點，開創性地解決了液態鋰電池存在的能量密度低、易燃、易爆等一系列問題，成為一項顛覆性前沿科技。硫化物固體電解質具有眾多優勢，使硫化物全固態鋰電池高能量密度和高倍率性能兼備。世界眾多車企紛紛投入硫化物全固態鋰電池的研發，并發布量產計劃。

硫化物全固態鋰離子電池的關鍵核心材料是硫化物電解質，目前已報道的硫化物電解質室溫離子電導率越來越高，可與商品化鋰離子電池所用有機電解液的離子電導率相媲美。

多年來，該科研團隊致力于開發高性能硫化物固體電解質，利用高通量計算方法，開發出高電導率的硫化物固體電解質，其室溫離子電導率均達到國際水平，且已建立硫化物固體電解質中試生產線，具備公斤級批量制備能力。

在此基礎上，針對硫化物電解質空氣穩定性的研究，該科研團隊近期又取得關鍵性進展，通過向電解質中進行軟酸物質和硬堿物質的雙摻雜，獲得了兼具高離子電導率、電化學穩定性和空氣穩定性優異的硫化物電解質材料。

據介紹，為了突破硫化物全固態軟包鋰電池工業化制備的技術瓶頸，科研團隊自主創新了多項關鍵技術，如制備出厚度低于20微米的超薄電解質膜技術，開發高穩定性電極包覆技術，構建了穩定的電極/電解質界面技術，以及勻漿、涂布、電極成型等技術，還成功開發出具有優異倍率和低溫性能的軟包電池，率先突破全固態軟包鋰電池循環壽命差的技術難點，成功開發出長循環壽命的全固態軟包鋰電池，循環850次，容量保持率為94%。

目前，該科研團隊完成了實驗室技術制造，已建立一條全固態軟包電池實驗室生產線，探索出硫化物全固態鋰離子電池生產模式，為推動高性能、低成本、大容量、高安全硫化物全固態軟包電池的工業化生產奠定了基礎。