具有高離子導(dǎo)電性的固體電解質(zhì)(SEs)是全固態(tài)電池(ASSBs)研究的基石,硫化物基SEs由于其特殊的室溫離子導(dǎo)電性而引起關(guān)注,但硫化物基ASSB技術(shù)仍處于研究階段。這源于SEs在各個方面的復(fù)雜挑戰(zhàn):在空氣中的穩(wěn)定性較差,在基于溶液的電極制造中圍繞漿料溶劑和聚合物粘結(jié)劑的組合問題,由于固體顆粒接觸而產(chǎn)生的高界面電阻,以及電極制造和電池組裝方面的可擴(kuò)展性有限等。在此,韓國首爾大學(xué)Jang Wook Choi,Kookheon Char及韓國建國大學(xué)Ki Jae Kim總結(jié)了硫化物基ASSBs最近的研究發(fā)展。關(guān)于增強(qiáng)硫化物SEs的空氣穩(wěn)定性,基于硬-軟酸-堿(HSAB)理論加強(qiáng)金屬-硫鍵產(chǎn)生了最顯著的結(jié)果,但由此導(dǎo)致的能量密度犧牲和負(fù)極界面穩(wěn)定性減弱需要得到解決。電極制造技術(shù)方面,濕法化學(xué)涂層工藝可以利用從更成熟的鋰離子電池 (LIB) 繼承的專有技術(shù)和設(shè)施。然而,與漿液溶劑、SE 和粘合劑之間的極性不匹配有關(guān)的爭論問題需要注意。圖1. 電池制造方案示意圖此外,使用帶有纖維粘結(jié)劑的干膜的過程也引起了人們的興趣,其降低了制造成本,保護(hù)了環(huán)境,并提高了體積能量密度。最后,作者綜述了電池組裝和操作的優(yōu)化。特別是在制造步驟和電池操作期間,普遍采用對每個單電池施加外部壓力以實(shí)現(xiàn)高電池性能,通過將其與界面穩(wěn)定性和穩(wěn)健的顆粒間接觸相關(guān)聯(lián)來討論加壓的影響。基于迄今為止取得的重大進(jìn)展,本研究旨在鼓勵電池界利用廣泛的專業(yè)知識來推進(jìn)實(shí)際可行的基于硫化物的ASSB。圖2. 基于硫化物的ASSB的代表性電極制造工藝Issues and Advances in Scaling up Sulfide-Based All-Solid-State Batteries, Accounts of Chemical Research 2021. DOI: 10.1021/acs.accounts.1c00333