雖然提高鋰鋁石固態(tài)電解質(zhì)中非等價(jià)陽(yáng)離子置換濃度可以提升固態(tài)電池性能，但尚未嘗試突破已知的置換上限。鑒于此，韓國(guó)高麗大學(xué)Dong-Wan Kim、韓國(guó)科學(xué)技術(shù)院Jin Gu Kang等采用單溶劑介導(dǎo)方法提高了Li6+xP1?xSixS5Br固態(tài)電解質(zhì)的置換上限。
本文要點(diǎn)：
（1）通過(guò)這種方法，置換上限達(dá)到了約40%，而通過(guò)固態(tài)球磨法得到的置換上限約為30%。通過(guò)監(jiān)測(cè)晶面間距、拉曼位移和離子電導(dǎo)率隨置換水平的變化，驗(yàn)證了這一結(jié)果。Li6.4P0.6Si0.4S5Br的離子電導(dǎo)率高達(dá)約3.1 mS cm?1，超過(guò)了球磨法得到的結(jié)果。置換上限的提高歸因于粒子尺寸的減小，從而增加了粒子的表面積與體積比。這個(gè)解釋得到了基于空間電荷層內(nèi)置換物質(zhì)積累的理論框架的支持，該理論預(yù)測(cè)了技術(shù)上限如何依賴于表面積與體積的比率。
（2）一個(gè)Li//Li6.4P0.6Si0.4S5Br//Li對(duì)稱電池在長(zhǎng)時(shí)間循環(huán)中展示了優(yōu)異的鋰金屬沉積與剝離性能。一個(gè)包含Li6.4P0.6Si0.4S5Br的全電池在0.2 C下經(jīng)過(guò)50次循環(huán)后，仍保留了約67%的初始容量（143 mAh g?1），為96 mAh g?1，并且在1C下提供了76 mAh g?1的容量。
J. W. Choi, W.-J. Kim, S.-H. Hwang, S.-C. Kim, Y. Shin, S. Ahn, Y. J. Lee, J. G. Kang, D.-W. Kim, Breaking the Upper Limit of Substitution Concentration in Li Argyrodite Solid Electrolytes Using a Single-Solvent-Mediated Approach. Adv. Energy Mater. 2025, 2500532.
https://doi.org/10.1002/aenm.202500532
