中化新網(wǎng)訊 近日，北京大學材料科學與工程學院龐全全團隊設(shè)計合成了系列具有高離子電導率的玻璃相硫化物電解質(zhì)材料，基于該材料所研制的全固態(tài)鋰硫電池，實現(xiàn)了快速固固反應速率和高循環(huán)穩(wěn)定性。相關(guān)成果發(fā)表于《自然》。

　　隨著對高能量密度、長壽命電池的需求不斷增加，全固態(tài)電池由于具有較高的安全性和比能量，在電動交通等應用中具有很強的競爭力。基于硫正極和鋰負極的全固態(tài)鋰硫電池具有高比能量，且其適中的電位不會導致固態(tài)電解質(zhì)過度副反應，充電時不會釋氧，因此具有更高的本征安全性。然而，全固態(tài)鋰硫電池中的固固硫轉(zhuǎn)換反應，只能在固態(tài)電解質(zhì)、活性材料和碳之間的三相邊界發(fā)生，因此反應動力學緩慢，導致電池的速率性能和循環(huán)壽命較差。

　　為解決這一問題，研究團隊設(shè)計合成了系列新型玻璃相硫化物LBPSI電解質(zhì)材料，該類電解質(zhì)用于鋰硫電池中，不僅作為硫正極內(nèi)部的超離子導體，而且本身含有氧化還原反應速度超快的碘，對硫的固固轉(zhuǎn)化反應起到氧化還原介導的作用，顯著增加了活性位點的密度，實現(xiàn)快速固固硫反應動力學。

　　團隊利用飛行時間二次離子質(zhì)譜研究了電池中碘的氧化還原現(xiàn)象，證明了可逆的碘氧化還原行為?；谶@種氧化還原介導策略，全固態(tài)鋰硫電池表現(xiàn)出超快的充電能力。該研究成果對于全固態(tài)鋰硫電池的技術(shù)發(fā)展具有重要的理論指導意義。