第一作者:Yinxing Ma、Jayu Wan和Xin Xu
通訊作者:Evan J. Reed、William C. Chueh和崔屹院士
通訊單位:美國斯坦福大學
DOI: 10.1021/acsenergylett.3c00560
高性能、實用的全固態電池(ASSBs)需要具有快速鋰離子傳導、寬電化學穩定窗口、低成本以及低質量密度的固態電解質(SSEs)。密度泛函理論(DFT)模擬表明,硫代硫酸鋰是一種富有前景的高性能鋰電池SSE,由于其合成困難,還沒有得到充分的研究,限制了它們作為有機硅的進一步開發和應用。基于此,斯坦福大學崔屹院士等人報道了單相晶體Li6+2x[B10S18]Sx(x≈1)(LBS)的成功合成和全面的電化學性能研究。
1、作者發現LBS的冷壓樣品在室溫下表現出1.3×10-4 S cm-1的高離子電導率。同時,LBS的電化學穩定窗口為1.3-2.5 V,比大多數SSE寬得多。利用LBS顆粒制備的對稱鋰離子電池循環電流密度為1 mA cm-2,并在0.3 mA cm-2下表現出超過140 h的良好循環穩定性。
2、本工作為合成低質量密度、離子傳導快、電化學穩定窗口寬、循環穩定性好的單晶LBS提供了有效的技術手段。同時,本工作為合成硫代硼酸鋰衍生物SSEs提供了指導原則,促進了硫化物體系固體電解質的進一步發展和廣泛應用。
圖1.LBS的晶體結構和樣品圖像
圖2.LBS的微觀圖像
圖3.DFT-MD模擬結果
圖4.LBS的電化學性能
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