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中科院联合字节跳动发现新型固态电解质,循环寿命可达62500 次

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中国科学院物理研究所吴凡研究员团队与北京字节跳动公司合作,共同设计出一种新型的硫化物固态电解质 Li6.8Si0.8As0.2S5I(LASI-80Si)。该电解质的离子电导率为 10.4mScm-1,高于母相Li6AsS5I(LASI)3 个数量级。

值得关注的是,通过硅掺杂单独加入的 Li+ 处于高能量间隙位点,使协同迁移机制得以激活。并创造了一种笼间迁移通道的新途径,从而实现了超低活化能(从前为 0.69eV,目前为 0.17eV)。

于此同时,LASI-80Si 的空气稳定性还显著优于硫银锗矿电解质 Li6PS5X(X=Cl,Br,I)。这是因为软酸砷酸盐(As5+)与软碱硫离子之间得以紧密结合,并且硫化锂和硫化碘二者的功能相产生了和水的竞争反应,进而产生界面钝化效应,以及锂离子的补充效应。此外,LASI-80Si 的离子电导率实现了 10.4mScm-1。

这些条件推动创造了 LASI-80Si 全固态电池电化学性能的新纪录,包括长循环寿命、高面质量负载、高面容量、高初始库伦效率以及高倍率充/放电能力。从具体指标来看,在 20C 条件下循环寿命为 62500 次,面质量负载为 44.56mgcm-2,面容量达 9.26mAhcm-2,在 1C 条件下初始库伦效率为 99.06%,以及达到 200C 的充/放电能力。

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回复充电硬科技:LASI-80Si 电解质表现出显著的多种功能优势,包括离子电导率高、活化能低、空气稳定性高和优异电化学性能等,向全固态电池走向实际应用迈出重要的一步。

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