全固态电池被视为下一代高能量密度、高安全性储能技术,其性能高度依赖固态电解质的离子电导率、机械强度与界面稳定性。传统硫化物电解质多采用含粘结剂体系,存在烧结不充分、晶界电阻高、易掉粉、机械性能弱等问题。本文基于《Advanced Materials》发表的研究,对无粘结剂、自支撑高导电硫化物电解质的制备方法与性能结果进行客观介绍。
一、电解质膜制备方法
1. 非晶玻璃态电解质制备
2. 无粘结剂浆料配制
3. 涂布与干燥
4. 温等静压(WIP)处理
二、关键性能测试结果
1. 电解质本征性能
离子电导率可达约 37 mS・cm⁻¹,为传统玻璃陶瓷 LPSI 的 2.5 倍;
相对密度达99.6%~99.7%,微观结构致密、孔隙率极低;
膜片可实现 180° 弯曲,无裂纹、不分层、不掉粉,具备自支撑特性。
2. 锂对称电池性能
临界电流密度约为传统 LPSI (GC) 的 4 倍;
在 3 mA・cm⁻² 电流密度下可稳定循环超 30 天,传统电解质约 1 天即失效;
12 mA・cm⁻² 高电流密度下仍可稳定运行。
3. 全固态电芯性能
电芯体系:NCM 正极 / 石墨负极,容量约 13mAh 级,面容量约 3.3mAh・cm⁻²;
25℃、1C/1C 条件下循环 300 次,容量无明显衰减,负极无异常锂沉积;
60℃可稳定实现 6C 倍率充放电;
晶界电阻显著降低,界面阻抗小于传统 LPSI (GC) 体系。


