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中韩澳团队用氧改性硫化物固态电解质,试图同时压低界面阻抗和保住快离子通道

学术圈重大事件 · 发布 2026-06-19T02:36:54+08:00 · 更新 2026-06-19T02:44:45+08:00

核心结论

Newswise 6 月 18 日发布一项 eScience 固态电池研究:团队用 Li2SO4 将氧引入 LiPSCl 硫化物电解质,在稳定氧化物正极界面的同时打开相邻笼位锂传导路径。软包电池数据提示高倍率和长循环潜力,但规模化制程、空气敏感性和第三方复现仍是关键不确定性,短期仍应视作材料机制进展。

Newswise/中国科学院来源页面 6 月 18 日发布研究稿,介绍一项发表于 eScience 的固态电池材料工作。论文 DOI 为 10.1016/j.esci.2025.100502,团队来自 RIST、韩国科学技术研究院、POSCO Holdings、东国大学首尔校区、韩国交通大学、伍伦贡大学和汉阳大学等机构。研究对象是硫化物固态电解质 Li6PS5Cl,也就是常见的 LiPSCl 路线。

Oxygen-driven lithium pathways boost solid-state battery performance.
氧掺杂调控硫化物固态电解质中锂离子传导路径的图形摘要。(图源:The authors)

这条进展的核心不只是“加了一种掺杂”。硫化物电解质因离子电导高、加工性好,被认为适合全固态电池;但它和高容量氧化物正极接触时容易发生副反应,界面阻抗上升、容量保持下降。过去的表面包覆或掺杂能改善稳定性,却可能牺牲锂离子迁移,工程上常在安全、能量密度、倍率和寿命之间拉扯。

发布稿称,团队使用 Li2SO4 将氧引入 LiPSCl,氧选择性取代 PS4 单元中的硫位点,重新分布锂离子并改变传导路径。一个关键细节是,改性结构把 LiT2-LiT2 距离从 1.77 埃缩短到 1.65 埃,打开相邻笼位之间的锂传导路径。机制验证使用了中子衍射 Rietveld 精修、MAS-NMR、XAS、XPS 和分子动力学模拟。

性能数据给了它新闻性:LSO-LiPSCl 初始放电容量约 230 mAh/g,可在 9 A/g、约 50C 条件下工作,并在 2C 下 1000 次循环后保留约 75% 容量;使用 NCM811 正极、固态电解质层和石墨负极的软包电池,在约 400 Wh/L 体积能量密度下稳定循环超过 500 次。若这些指标能被独立团队复现,硫化物固态电池的设计重点可能从单纯隔离界面,进一步转向框架内离子路径调控。

仍需观察的是,新闻稿依据论文和作者说明,尚不能直接等同于量产电池性能。软包规模、制程窗口、空气/水敏感性、长期安全测试和与不同高镍正极的兼容性,都会决定这条氧改性路线能否从材料机制进入电芯工程。

信息来源

可信度说明

来源为 Newswise 上的机构发布稿,并链接到 eScience 论文 DOI;具体性能数据来自论文摘要式发布,证据边界清楚。该研究不是最新上线论文,新闻时效来自 6 月 18 日发布稿;商业化可行性、独立复现和规模化制造仍未由第三方验证。

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