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固態Li-S和Li-Se電池是很有前景的設備，可以解決由液態系統引起的安全性和電化學穩定性問題。然而，固態Li-Se/S電池由于高電阻界面和狹窄電化學穩定性窗口導致的固態電解質分解，通常表現出較差的循環穩定性。

加拿大西安大略大學孫學良院士等展示了一種基于具有高離子電導率的鹵化物固態電解質(Li₃HoCl₆)的集成固態Li-Se電池。

圖1 硒或鋰化硒與鹵化物以及液態電解質中鋰鹽的相容性

Li₃HoCl₆固有的寬電化學穩定性窗口及其對Se和鋰化物質的穩定性通過抑制副反應有效地抑制了電解質和Se正極的退化。此外，理論計算也揭示并證實了固態體系中Se正極鋰化/脫鋰過程的內在熱力學機制。因此，這種集成的固態Li-Se電池系統有效地克服了傳統液態和固態Li-Se電池中存在的硒溶解、不穩定性高、界面相容性差和電解質-電極分解等諸多問題。

圖2 典型Se-Li₃HoCl₆的充放電曲線、dQ/d/V曲線及原位拉曼

得益于上述優勢，所得固態Li-Se電池顯示出良好的倍率能力，隨著電流密度從0.1增加到0.2、0.5、1和2 C，可逆容量分別保持在615、579、502、369和270 mAh g^-1，并且顯示出優異的循環穩定性，該電池在750次循環后仍具有402 mAh g^-1的可逆容量，對應于每個循環0.047%的容量下降。鹵化物固態Li-Se電池系統的電化學性能、內在的熱力學鋰化/脫鋰機制和穩定性為具有高能量密度、長循環壽命和增強安全性的下一代電子設備帶來了廣闊的前景。

圖3 全固態Se-LHC-C/LHC/Li電池在25°C下的電化學性能

Highly stable halide electrolyte-based all-solid-state Li-Se batteries. Advanced Materials 2022. DOI: 10.1002/adma.202200856

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孫學良院士AM：基于鹵化物電解質的高穩定全固態Li-Se電池

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