從中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)獲悉，該校馬騁教授開發(fā)了一種用于全固態(tài)電池的新型硫化物固態(tài)電解質(zhì)，不僅可以展示硫化物固態(tài)電解質(zhì)固有優(yōu)勢，還具有其它硫化物固態(tài)電解質(zhì)無法達(dá)到的、適合商業(yè)化的低廉成本。2024年6月30日，該成果發(fā)表在國際著名學(xué)術(shù)期刊《德國應(yīng)用化學(xué)》上。
全固態(tài)電池有望克服鋰離子電池難以兼顧續(xù)航和安全性的瓶頸，從而突破目前電池技術(shù)的玻璃天花板。固態(tài)電解質(zhì)是成功構(gòu)筑全固態(tài)電池的關(guān)鍵。在氧化物、硫化物、鹵化物這三類固態(tài)電解質(zhì)中，性能優(yōu)異的硫化物被普遍認(rèn)為最有希望實(shí)現(xiàn)全固態(tài)電池的實(shí)際應(yīng)用。
日本豐田、韓國三星等知名企業(yè)，都在過去的十幾年內(nèi)對此類材料進(jìn)行了大量的研發(fā)投入。但是，硫化物固態(tài)電解質(zhì)的成本普遍超過195美元每公斤，遠(yuǎn)高于實(shí)現(xiàn)商業(yè)化所需要的50美元每公斤。這一問題的根源，在于硫化物固態(tài)電解質(zhì)的合成需要使用大量昂貴的硫化鋰。
在此次研究中，馬騁開發(fā)了一種不以硫化鋰作為原料的硫化物固態(tài)電解質(zhì)——氧硫化磷鋰。這種固態(tài)電解質(zhì)以成本低廉的水合氫氧化鋰和硫化磷作為原材料合成，因此其原材料成本僅14.42美元每公斤，不到其它硫化物固態(tài)電解質(zhì)原材料成本的8%。同時(shí)，氧硫化磷鋰也保留了硫化物固態(tài)電解質(zhì)的獨(dú)特優(yōu)勢：兼具極低的密度，且具有良好的負(fù)極相容性，這在氧化物和鹵化物固態(tài)電解質(zhì)中都無法同時(shí)實(shí)現(xiàn)。
