陶益成，陈少杰，陈晓添，彭 刚，吕战鹏，许晓雄



复合法制备高锂离子电导率硫化物固体电解质

陶益成1,2，陈少杰2，陈晓添2，彭 刚2，吕战鹏1，许晓雄2

（1上海大学材料科学与工程学院，上海 200444；2中国科学院宁波工业技术研究院（筹），浙江 宁波 315201）

将二元硫化物固体电解质75Li2S·24P2S5·1P2O5（LPOS）的非晶前驱体与三元硫化物电解质Li10GeP2S12（LGPS）前驱体按不同质量比均匀混合后，在270℃下进行烧结制备得到系列新型固体电解质材料 (1-%)LPOS·%(t-LGPS)（=3、5、7、10）。当=5时，制得的新型固体电解质95%LPOS·5%(t-LGPS) 在室温下具有最高的离子电导率1.0×10-3S/cm。采用XRD、EIS、SEM等手段对该新型电解质材料的结构、形貌及电化学性能等进行了系统表征，并对电导率提高的机理进行了探讨。构建的全固态锂电池LiCoO2/95%LPOS·5%(t-LGPS)/Li表现出良好的电池性能，在25℃、0.1 C下，电池首周放电容量为115.7 mA·h/g，循环20圈后仍有80.38%的容量保持率。

固体电解质；复合法；锂离子电导率；机理研究；全固态锂电池

固体电解质由于具有优异的电化学稳定性、良好的力学性能以及较宽的工作温度范围，引起了科研工作者的广泛关注[1-2]。固体电解质以其独特的优势为锂离子电池的研究带来了全新视角，可从本质上实现具有良好安全性的高能量密度电池的制 备[3]。然而固体电解质的离子电导率一般较低，许多固体电解质的电导率仍低于液态电解质几个数量级，难以满足电池实际使用过程中所需的电流密度，极大限制了固体电解质的实际应用。因此，急需开发具有高离子电导率的新型固体电解质材料。为此，科研工作者开展了大量的研究工作，其中一个有效的方法是通过对晶体中的元素取代来提高固体电解质的离子电导率。……