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全固態電池被認為是下一代儲能設備，可以滿足市場對高能量密度和安全性不斷增長的需求。固態電解質的離子傳導性和電化學穩定性是影響電池性能的兩個關鍵特性。

浙江大學涂江平、王秀麗、Yu Zhong等通過優化的結晶過程制備了一種富含Cl的鋰硫銀鍺礦，它具有高離子電導率，良好的枝晶抑制能力，以及增強的界面穩定性可防止分解。

圖1. 材料合成及表征

具體而言，這項工作通過在不同的溫度（300-550℃）下對研磨好的粉末進行退火，合成了Li_5.5PS_4.5Cl_1.5硫銀鍺礦。研究顯示，450℃的低退火溫度適用于LPSCl1.5，以獲得具有8 mS cm^-1高離子電導率的純相，并且鋰硫銀鍺礦電解質的離子電導率受結晶度、S^2-/Cl^–無序度和雜質的影響，所有這些都可以通過退火過程進行控制。

圖2. 對稱電池性能

增加LPSCl的Cl含量可以提高其枝晶抑制能力和陽極穩定性，這表現在臨界電流密度的提高和更穩定的鋰沉積/剝離性能。對鋰/電解質界面的AIMD模擬的RDF分析顯示，LPSCl1.5在原子尺度上擁有較高的抗分解穩定性。最后，采用LPSCl1.5作為電解質的全固態電池顯示了更好的電化學性能，這是因為LPSCl1.5具有高的離子傳導性，增強了陽極穩定性，并且與NCM正極的界面電阻較小。這項工作顯示了Cl摻雜帶來的硫銀鍺礦電解質的多重提升，為全固態電池電解質的選擇提供了重要指導。

圖3. 全電池性能

Revealing the Impact of Cl Substitution on the Crystallization Behavior and Interfacial Stability of Superionic Lithium Argyrodites. Advanced Functional Materials 2022. DOI: 10.1002/adfm.202207978

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?涂江平/王秀麗等AFM：揭示 Cl 取代對鋰硫銀鍺礦電解質的影響

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