突破性固態電解質問世 全固態鋰電池效能大躍進

全固態鋰離子電池（ASSBs）因其高能量密度與卓越的安全性備受矚目。然而，由於缺乏兼具高離子導電率與穩定介面的固態電解質（SSEs），其商業化程序仍面臨挑戰。迄今為止，僅有少數SSEs能在室溫下達到超過10 mS/cm的離子導電率。

近日，由中國科學院大連化學物理研究所（DICP）吳忠帥教授與石浩東副教授領銜的研究團隊，成功開發出高離子導電率的硫化物基固態電解質，顯著提升了ASSBs的效能。這項研究成果已發表於《ACS能源快報》期刊。

研究團隊運用多陽離子（Ge、Si、Sb）摻雜與取代策略，開發出新型電解質Li_20/3(GeSiSb)_1/3S₅I（LGSSSI）。該電解質展現出卓越的離子導電率，歸因於其低鋰離子遷移活化能（0.17 eV）。經冷壓處理後，LGSSSI的離子導電率達到12.7 mS/cm，而熱壓處理後更進一步提升至32.2 mS/cm。

整合LGSSSI的ASSBs在超高正極質量負載（100 mg/cm²）與寬廣溫度範圍（-20°C至60°C）下，展現出優異的迴圈穩定性。此外，LGSSSI與多種正負極材料，包括LiNi_0.8Mn_0.1Co_0.1O₂、LiCoO₂正極，鋰銦合金與矽碳複合負極，均表現出良好的介面相容性。

吳教授表示：「我們的研究為實現具有寬溫適應性、高正極負載與長迴圈壽命的ASSBs奠定了基礎。」這項突破性進展將加速全固態鋰電池的商業化程序，為新能源產業帶來革命性影響。