【會議報告】硫化物薄膜及全固態電池

硫化物固態電解質的電導率高，并且電化學穩定窗口較寬，且兼具強度和加工性能、界面相容性好，是理論上最佳的固態電解質材料，被認為是未來固態電池最具發展潛力的技術路線。

然而，硫化物電解質剛度小，楊氏模量約為20GPa，實際使用需要在壓力（300MPa）下形成較厚（約1000μm）的電解質層。此外，為實現正極活性物質粉體與固態電解質的充分接觸，降低電極材料/電解質界面阻抗，還需要將正極材料與大量的硫化物電解質充分混合，制備正極復合電極。電解質層和復合正極中硫化物固態電解質的大量使用，使得全固態電池的實際比能量遠低于理論值，制約了其實際應用。

為減少電解質用量、提升固態電池的實際比能量，文獻中一般采用聚合物粘結劑制備硫化物電解質薄膜，提升電解質層機械強度。硫化物電解質薄膜的制備方法主要有漿料涂布法和干粉輥壓法。 

漿料涂布法可以利用現有的鋰離子電池工藝設備，但溶劑與電解質之間可能存在副反應，且固態電解質溶解再析出后離子電導率大幅度下降達一個數量級。

干粉輥壓法不需要使用溶劑，避免了溶劑與硫化物電解質之間的副反應以及由此過程導致的離子電導率降低。干法制備一般采用熱壓法，例如將聚四氟乙烯（PTFE）或聚環氧乙烷（PEO）與硫化物電解質熱壓成復合電解質膜。熱壓操作不僅需要專用熱輥壓裝置，而且有一定的能耗。

目前，主要基于PTFE粘結劑成纖化的主流無溶劑工藝存在粘結性不佳、機械性能差、界面電化學不穩定等劣勢。

此前，安徽大學朱凌云教授在接受中國粉體網采訪時表示，硫化物固態電解質的穩定性研究可能會結合在硫化物電解質薄膜的制造工藝中，在電解質薄膜的生產過程中要求硫化物固態電解質與高分子粘結劑或者是其他添加劑能夠更好的相互吻合可能是更好的一個方向。

針對固態電池相關的技術、材料、市場及產業等方面的問題，中國粉體網將于2025年3月18-19日在安徽·蚌埠舉辦2025全固態電池技術交流大會暨第一屆干法電極技術研討會。為致力于固態電池技術開發的企業，科研院校，以及新能源汽車、儲能、消費電子等終端企業提供信息交流的平臺，開展產、學、研合作，助推固態電池產業化發展。屆時，安徽大學朱凌云教授將作題為《硫化物薄膜及全固態電池》的報告。

專家簡介：

朱凌云，現為安徽大學材料科學與工程學院教授，海外引進國家級專家，享受國務院政府特殊津貼。主要從事全固態鋰離子電池材料及其薄膜合成制備研究工作。主持和參與了國家和省部級電池材料相關科研項目20余項，申請發明專利40余件，在固態電解質和電池材料方面獲授權專利15件。近年來在全固態電池三元正極表面包覆、硫化物固態電解質合成及負極枝晶研究方面成果明顯，在 Nature Communications, AEM, ACS Energy lett., Energy & Environmental Science等期刊發表高水平研究論文二十多篇。

參考來源：

胡文等.硫化物固態電解質薄膜的室溫干法制備和全固態電池性能

硫化物全固態電池關鍵材料發展方向——專訪安徽大學朱凌云教授.粉體網

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