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成本降至200元/kg!硫化物固态电解质设计终于“把价格打下来了”!

锂电前沿  · 公众号  · 科技媒体  · 2024-12-31 16:08
    

主要观点总结

本文研究了Li7.3P2.9S10.75X0.3(X=F、Cl、Br、I)硫化物电解质,通过掺杂和简单烧结工艺,成功合成出兼具高离子传导性和低成本优势($28.13/kg)的硫化物电解质。该电解质展现出优异的循环性能,为全固态硫化物电解质的规模化应用提供了可行性思路。

关键观点总结

关键观点1: 研究背景

随着电动化与储能市场的扩张,全固态锂电池(ASSLBs)的需求日益强烈。传统氧化物固态电解质虽然稳定性良好,但制备成本偏高;硫化物电解质因高室温离子电导率和柔性机械性能而受到青睐,但存在Li2S价格昂贵、对空气与水分敏感等问题。

关键观点2: 研究方法与结果

本研究基于Li7.3P2.9S10.75X0.3体系,利用掺杂和简单烧结工艺,成功合成出兼具高离子传导性和低成本优势的硫化物电解质。通过对材料成本进行详细评估,并与市面上常见的电解质进行横向对比,显著降低了硫化物SE的材料门槛。

关键观点3: 重要成果

1)通过用Li2S+硫取代昂贵的Li3PS4预制体,将前驱体价格从约169.72美元/千克降至28.13美元/千克。2)不同卤素掺杂对成本影响有限,但对性能提升明显,以LPSI为代表的掺杂体系在性价比上表现突出。3)制备工艺遵循低成本原料+简化流程路线,为硫化物电解质大规模推广铺平了道路。

关键观点4: 研究的潜在挑战与未来发展方向

虽然该技术在提升性能与降低成本方面展现出巨大潜力,但在商业化推广前仍需克服若干技术挑战,如材料的空气敏感性、长循环稳定性、高电流密度下的性能以及界面工程和多层电池结构中的兼容性问题。


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