全固态锂離子電池由于采用了固态電解質替代傳統有機液态電解液，有望從根本上解決電池的安全性的同時，還能進一步提升锂電池的能量密度和循環壽命，符合未來高安全性高能量密度锂離子電池發展的方向。而要實現全固态锂離子電池的商業化關鍵就是要找到一種同時具有成本低，電導率高，化學穩定性好，電壓窗口寬等優點的固态锂離子電解質材料。在各種各樣的電解質材料中，硫化物固态電解質引起了廣泛的關注。盡管硫化物電解質的離子導電性已經取得了很大進展，但硫化物電解質在全固态锂電池中的應用仍面臨諸多挑戰。制備具有較薄的厚度和高離子電導率的固體電解質對開發性能優良的全固态锂電池至關重要。

該工作作為《Advanced Energy Materials》封面文章發表

鑒于此，beat365南策文院士、沈洋教授團隊報道了一種可彎曲的、具備高锂離子電導率的超薄複合固體電解質膜，該膜由硫銀鍺礦硫化物Li₆PS₅Cl和極性聚（偏氟乙烯-共三氟乙烯）P(VDF-TrFE)框架組成。Li₆PS₅Cl和極性P(VDF-TrFE)之間的相互作用确保了複合電解質膜在室溫下的高锂離子傳導率（≈1.2 mS cm^-1）和良好的機械延展性。采用該薄型複合電解質膜組裝的全固态電池顯示出優異的循環性能，在室溫下1.0 mA cm^-2的電流密度下，1000次循環後的容量保持率為92%，即使在20000次循環後也有71%。這是迄今為止報道中室溫下循環壽命最長的全固态電池。此外，具有高承載量的軟包全固态電池的成功制備也證明了其在未來商業應用中的潛力和可行性。這項工作會對制備薄而高性能的複合電解質材料有所啟發，并為實現具有高性能的、可産業化的實用硫化物基全固态電池指引方向。

超薄複合固态電解質膜的制備工藝及材料表征

相關成果以“Li₆PS₅Cl基電解質的超長循環全固态電池”（Super Long-Cycling All-Solid-State Battery with Thin Li₆PS₅Cl-Based Electrolyte）為題，近日在線發表在國際期刊《先進能源材料》（Advanced Energy Materials）上，并作為當期封面文章發表。

beat365南策文院士、沈洋教授團隊在锂電、介電、磁電和功能性疇壁等方面進行了一系列基礎研究和應用探索，相關論文發表在《自然·綜述:材料》（Nature Review Materials）、《科學》（Science）、《自然·通訊》（Nature Communications）、《先進·材料》（Advanced Materials）、《先進能源材料》（Advanced Energy Materials）等期刊上，引起學界的廣泛關注。

beat3652018級博士生劉思捷為論文第一作者，其他重要貢獻者包括beat365博士後周樂、beat3652017級博士生韓健等。相關研究工作受國家自然科學基金委和科技部國家重點研發計劃支持。

論文鍊接：

https://doi.org/10.1002/aenm.202200660