基于调节+运输的Li5.5PS4.5Cl1.5颗粒的成型,用于全固态金属电池的运输
Guanwu Li1, Dong Wang1, Bo Gao1
1State Key Laboratory of High Pressure and Superhard Materials, and School of Materials Science and Engineering, and Jilin Provincial International Cooperation Key Laboratory of High-Efficiency Clean Energy Materials, and Electron Microscopy Center, and International Center of Future Science, Jilin University, Changchun, 130013, P. R. China.
Angewandte Chemie (International ed. in English)
|December 3, 2025
概括
全固态金属电池 (ASSLB) 从硫化物固态电解质 (S-SSEs) 中获益. 在S-SSEs中优化颗粒大小分布可以增强稳定,长周期ASSLB的Li+运输.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 电化学 电化学 电化学
- 计算建模 计算建模
背景情况:
- 全固态金属电池 (ASSLB) 使用硫化物固态电解质 (S-SSEs) 来实现高Li+导电性.
- 不规则的粒子形态和S-SSEs中的接口破坏了Li+流量,阻碍了纯Li阳极的性能.
- 对于有效的Li+流量分析,S-SSEs的中镜结构需要超出平均颗粒大小的高级表征.
研究的目的:
- 建模和评估颗粒大小分布 (数量和一致性) 对Li5.5PS4.5Cl1.5 (LPSC) 基S-SSEs中的Li+转移和度均性的影响.
- 为了研究粒子接口,Li+运输和离子流之间的关系.
- 设计和验证一个梯度粒子大小S-SSE,以提高ASSLB性能.
主要方法:
- 开发LPSC粒子的计算模型,用数 (N) 和一致性 (σ) 定义大小.
- 机器学习分析将模拟数据 (Li+度与N和 σ相比) 与实验结果相结合.
- 使用设计的梯度粒子大小S-SSE的ASSLB的制造和测试.
主要成果:
- 过度的接口阻碍了Li+运输,而不规则的接口导致了不均的离子流.
- 预测的粒子大小梯度S-SSE设计能够实现快速和均的Li+运输.
- 具有梯度S-SSE的ASSLB实现了超过1000小时的循环,容量保留>80%.
结论:
- 调整LPSC粒子形态对于在ASSLB中实现长周期寿命至关重要.
- 渐变粒子大小设计有效地优化了整个S-SSE的Li+流量.
- 这种方法为增强硫化物基ASSLB的稳定性和性能提供了一条途径.


