一种实现长循环寿命全固态锂电池的阴极均质化策略

全固态锂电池通常采用异质复合正极，其中会引入导电添加剂以改善混合导电性。这些电化学惰性添加剂与发生较大体积变化的层状氧化物正极相容性不佳，从而显著降低电池的能量密度和循环寿命。在此，我们提出一种正极均质化策略，通过冷压一种在充放电过程中均具有高效混合导电性的零应变正极材料来实现。

Li1.75Ti2(Ge0.25P0.75S3.8Se0.2)3在完全充电时具有0.22/242 mS cm⁻¹的可观锂/电子电导率，在完全放电时则单调增加至0.66/412 mS cm⁻¹。其比容量为250 mAh g⁻¹，体积变化仅为1.2%。由100% Li1.75Ti2(Ge0.25P0.75S3.8Se0.2)3组成的均质正极，使室温全固态锂电池在2.5 C倍率下可实现超过20,000次循环，比容量保持率为70%；在0.1 C倍率下，电池级能量密度高达390 Wh kg⁻¹。这种正极均质化策略与传统的正极异质设计形成鲜明对比，有望提高全固态锂电池在商业应用中的可行性

服务对象 ： 中国科学院青岛生物能源与生物工程研究所
发表时间： 2024 年 7 月 31 日
发表期刊： nature
文章链接： https://www.nature.com/articles/s41560-024-01596-6