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固態電池已成為給未來電動汽車和其他應用提供動力的重要技術，與鋰離子電池相比，固態電池具有更高的安全性和能量密度。在未來的儲能系統中，半固態或全固態在安全性、成本和性能方面是最有前途的候選者。由于硅負極高的比容量（3590 mAh g-1）、低成本和高的地表豐度，研究人員在使用硅作為固態電池負極方面做了許多工作，證明其具有廣闊的應用前景。目前的研究工作表明，亟需了解硅負極相關的電化學性能，尤其是界面行為、材料設計以及高端分析表征技術。

圍繞以上問題，武漢理工大學王碩、芬蘭奧盧大學Palanivel Molaiyan、摩德納和雷焦艾米利亞大學的Andrea Paolella等人提供了有關硅負極設計、界面問題、SEI層形成、失效機制和材料改性的見解，以期開發出新一代硅基固態電池，從而彌補科學研究與產業化應用之間的差距。

該成果以“Paving the path toward silicon as anode material for future solid-state batteries”為題發表于eTransportation. ?

論文原文獲取：

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S259011682400081X

背景介紹

固態電池因其高安全性和能量密度受到廣泛關注，被認為是最有前途的新一代電池（圖1a）。固態電池因具有更高的能量密度（是傳統液態電池的兩倍）和更低的成本（可使用硅等更便宜的原材料作為電極），有望成為一種改變游戲規則的技術，加速電動汽車和其他應用的普及。與傳統液態電池相比，固態電池使用固態電解質將正負極分開，并且通過使用鋰金屬或硅負極取代傳統的石墨負極，可以提供更高的能量密度和熱安全性（圖 1b）。圖1c為用于固液態電池硅負極材料的最新進展，每年可以生產800萬噸硅，價格是生產8.2萬噸鋰的八分之一（每噸硅2100美元，而每噸電池級碳酸鋰17,000美元，如圖1d所示）。硅基固態電池（NMC811//硫化物電解質//Si）可實現356 Wh kg^-1的質量能量密度和965 Wh L^-1的體積能量密度，與鋰金屬固態電池（NMC811//sulfide//Li）的能量密度相當（分別為410 Wh kg^–¹和928?Wh L^–¹），可在成本、可加工性、安全性以及電化學性能方面實現巨大進步。與鋰金屬相比，硅基固態電池可以承受高的堆疊壓力，以改善電極與電解質之間的接觸，并允許其在室溫下運行，還可以提高安全性（抑制短路）和電化學性能（快速反應動力學）。此外，硅基復合負極也可以實現更高的離子電導率，并且對多數固態電解質（如硫化物固態電解質）表現出更高的熱力學穩定性。?

圖 1.a）鋰金屬負極固態電池和b）硅負極固態電池的結構示意圖；c）2019年-2024年“Silicon”和“solid-state battery”的發文數量，共計6570篇，其中鋰離子電池5524篇，固態電池1046篇；d）使用鋰金屬負極和硅負極的固態電池的成本與能量密度對比（均以NMC811為正極，硫化物為固態電解質。

固態電池中不同類型負極在SEI中的作用

除鋰金屬外，硅（Si）、碳（C）、鋁（Al）、石墨（Gr）、鉍（Bi）、鈦酸鋰（LTO）和錫（Sn）等材料同樣是高性能和高容量固態電池的合適候選者（圖2a）。這些材料特別有趣，因其可與鋰發生合金化反應，展現出相比于其他負極（如鋰箔和無鋰負極）的優勢，可有助于避免失效、枝晶生長或短路（圖2b）。與石墨負極相比， Si、Sn和Al等合金負極可提高Li⁺儲存量，并提供更高的比容量和能量密度。此外，合金化的負極也比石墨負極更接近于鋰金屬固態電池的預期能量密度。除能量密度外，合金負極還可緩解上述鋰金屬相關的衰退問題，并通過克服該問題來實現固態電池的高能量密度。

圖 2.a）用于固液態電池的不同負極材料的比容量；b）充電過程中不同負極行為和存在的相關問題示意圖

鋰金屬和硅負極作為新一代固態電池的負極材料，受到了廣泛關注。普遍來說，鋰金屬被認為是目前最有前途的負極材料，因其具有極高的理論比容量（~3860 mAh g^-1），比商用液態電池使用的石墨負極（372 mAh g^-1）高出十倍以上，并擁有最低的負電位（-3.040 V vs SHE），可以產生高的輸出電壓。然而鋰金屬負極面臨許多問題，如在大電流密度下會產生枝晶、死鋰和體積膨脹，造成巨大的容量損失和安全風險，阻礙了其實際應用。在充電過程中，鋰會形成枝晶，枝晶生長后易導致短路，大電流也會引起熱量增加，從而導致安全風險甚至爆炸。此外，鋰沉積物（“死鋰”）的物理和電子分離會增加電池內阻，導致活性物質（電解質）的消耗增加，從而降低電池容量、體積膨脹和庫倫效率。這種體積膨脹會導致界面不穩定和內部壓力變化，從而導致SEI層被部分或全部破壞，進而造成的低庫倫效率和高電阻降低了負極的穩定性等各類性能。

有趣的是，硅負極因其豐富的自然資源（低生產成本）、宏觀環境友好性、高理論比容量（~3590 mAh g^-1）和對鋰的低工作電位（與其他合金負極相比）而受到廣泛關注，成為一種優異的負極材料選擇。功能性SEI在固液態電池的硅復合負極中均起著重要作用（圖3）。由于鋰化和去鋰化過程中硅的體積變化較大（300%），SEI層的演變較為復雜。體積膨脹-收縮帶來了以下挑戰：（a）SEI 層在循環過程中不斷變化，將新鮮的硅表面暴露于電解質中并形成新的SEI。因此，通過觀測SEI層厚度變化和電解質消耗量，可以評估容量的保持率；（b）體積膨脹也會對硅顆粒本身產生大應力，導致負極粉碎，進而由于顆粒間的擴散減少而將Li⁺束縛住；（c）粉碎和體積膨脹-收縮進一步會導致分層現象，電極與集流體的電接觸變差，造成幾個循環周期后容量迅速下降。圖3c是對傳統負極的SEI層研究，包括對硅負極的全面理解。在液態電解質的應用中，硅負極表現出顆粒粉碎和持續形成SEI層，導致“活鋰”的大量損失。然而，由于無機電解質的機械強度和外部堆疊壓力，固態電池中的硅負極可能表現出較少或不同的SEI層形成和顆粒粉碎現象。

圖 3.a）固液態電池使用不同類型負極材料的預期能量密度。附固態電池中合金負極與鋰金屬負極的SEI層示意圖[20]；b）固液態電池不同負極材料的優缺點及其SEI層的形成[40]；c）用于固液態電池的硅納米顆粒和硅碳負極示意圖[41]

通過使用電解質添加劑、封裝硅顆粒和人工表面層等方式，研究人員進行了大量研究來提高SEI的性能，如采用大量表征技術，包括電化學阻抗譜、拉曼光譜、原子力顯微鏡和X射線光電子能譜，其對于調節硅顆粒與電荷載流子間的相互作用，進而對于負極的性能至關重要。由于在鋰化過程中硅顆粒的體積膨脹，負極上的SEI層將承受較高的局部應變，此時低模量的SEI層往往會發生嚴重的局部畸變甚至斷裂，暴露內部硅顆粒并加厚SEI層甚至產生“死硅”。因此，穩定的SEI層有助于在鋰化過程中穩定硅負極，以防止上述問題發生。

固態電解質匹配硅負極對固態電池的重要性

如上所述，硅是一種很有前途的固態電池負極材料，因其在克服與鋰金屬負極相關的主要挑戰方面（枝晶形成和形態不穩定性）具有獨特的性能。與鋰金屬負極相比，硅負極對鋰硫銀鍺礦表現出更高的穩定性，并且擁有更高的機械強度，可有效避免鋰枝晶的形成，具有較長的循環壽命和大倍率下的較高容量。盡管有以上優點，但在固態電池中成功應用的硅負極復合材料有限。本節將介紹應用硅負極的固態電池中的固態電解質角色。

3.1 硫化物固態電解質（SSE）

SSE在室溫下具有10^-4~10^-2?S cm^-1的高離子電導率，較寬的電化學窗口、優異的機械性能和可復現性，在全固態電池的應用中具有廣闊前景。然而，SSE的應用仍面臨許多挑戰，如難以形成提供快速Li⁺傳輸的Li-SE界面，以及如何盡量降低電子電導率以避免連續分解。同時，復合負極中除了加入SSE，添加導電碳的方式、硅的粒徑以及硅的鋰化程度均需進行詳細討論。一般來說，與液態電解質相比，SSE形成的SEI層較少。已知一些SSE在低電位下可以形成穩定界面，表明在SSE的環境中使用合金可實現穩定的長期可循環性。

研究發現，與現有的含碳硅負極相比，無碳硅負極將有效減少鋰硫銀鍺礦的分解，從而提高電池的初始庫侖效率和倍率性能。微米硅（μ-Si）的電子電導率（3×10^-5?S cm^-1）與多數氧化物正極活性材料相似，因此μ-Si可以直接用作負極，而無需添加導電碳。此時，鋰硫銀鍺礦層和μ-Si負極間的界面觸點可以認為是一個二維平面。Meng等報道了用于將99.9wt%的μ-Si負極在固態電池中穩定運行，該負極具有高穩定性和高能量密度，在1C下以1.5mAh cm^-2循環500次，庫倫效率可達99.95%（圖4a-b）。盡管μ-Si的體積膨脹很大，但由于施加在電池上的高堆疊壓力，二維界面的結構在鋰化過程中保持良好。對硅基固態電池施加MPa級壓力可有效減輕硅負極在循環過程中因體積變化引起的物理接觸損耗，從而提升固態電池的循環穩定性，但施加壓力需要大型模具，這會降低電池整體的能量密度。有趣的是，使用LiAlO₂涂層改性的片狀硅負極（Si@LiAlO₂）可提供1205 mAh g^-1（0.33C，150次循環）的比容量和80%的庫倫效率。全電池單晶NCM83@LNO//SEs//Si@LiAlO₂可在1C實現147mAh g^-1（0.28mA cm^-2）的可逆容量和80.2%的容量保持率（62次循環）（圖4c-d）。提升的電化學性能歸因于電極中Li⁺擴散動力學的改善和電極體積膨脹率的降低。類似地，煅燒LiNO₃、瀝青（作為碳源）和硅納米顆粒（約2-8μm）可以制備得到μ-Si@Li₃PO₄@C負極材料。

圖 4.a）由復合正極層、硫化物固態電解質和微米硅負極組成的固態電池示意圖，在充電循環過程中不斷鋰化形成鋰硅合金顆粒；b）μ-Si//SSE//NCM811全電池在1C室溫下的電化學性能[62]；c）以Si和Si@LiAlO₂作為負極的半電池在0.33C下循環150次的循環性能；d）納米Si@LiAlO₂/NCM的示意圖；e）Si@LiAlO₂/NCM811@Li₂SiO_x在0.5C（1C=200 mA g^-1）下循環150 次的循環性能示意圖

為了解納米硅復合負極在固態電池中的作用，將硅粉、SSE（如Li_5.4PS_4.4Cl_1.6）和炭黑混合并球磨制備納米硅復合材料。復合負極由化學性質穩定的三種組分（Si-SE-C）組成，向Si中添加SE和碳式為提供良好的電子和離子傳導途徑。有趣的是，去鋰化后晶態Si變為非晶態，且SE和碳的存在使復合電極形成的空隙更少。若不使用碳緩解Si-SE的體積膨脹，Si-SE負極則會由于體積變化出現空隙，從而引起負極衰減和電池容量損失。純 Si負極由于只能依賴于其唯一的相，電子傳導和離子擴散低于Si-SE和Si-SE-C負極，不僅動力學有限，還會由于缺少緩沖物質而發生巨大的體積膨脹，最終導致脫鋰時出現空隙，整個負極與固態電池發生結構坍塌。

Han等研究了三種不同電解質（硫化物（LPS）、硫碘化物（LPSI）和氫化物（LBHI））對固態電池中硅負極初始庫倫效率的影響。結果表明，LPS和LPSI 在硅負極充-放電過程中表現出明顯的分解，表現出較差的庫倫效率（LPS 75.9 %， LPSI 77.6 %），穩定性差與Si和P間的副反應有關。然而，LBHI電解質沒有觀察到明顯的電化學分解，實現了96.2%的庫倫效率和在0.5C時的最高放電容量為152 mAh g^-1，表現出比 LPS 和 LPSI更優異的電化學/化學穩定性。

利用并驗證了兩種不同的微米硅基負極μ-Si和SiNWs，分別能夠獲得2700 mAh g^-1和2600 mAh g^-1的比容量：15次循環后，容量損失是由于SEI的不可逆形成，這與暴露于電解質的活性材料面積有關。

Si復合負極和鋰硫銀鍺礦（LPSCl）間的界面導致連續的界面副反應。因此，硅基固態電池需要解決當前的挑戰：（i）改善復合負極的離子/電子傳導途徑。（ii）穩定 Li-Si/SSE界面，以防止SEI的持續生長和死硅顆粒的積累。一般來說，硅基固態電池中的復合負極通常將Si與導電添加劑、SSE和粘結劑混合。而為優化復合負極中的離子和電子傳輸途徑，通常會增加非活性組分，但同時也會降低電極的體積和質量能量密度。此外，導電途徑很容易被硅復合負極的膨脹和收縮破壞，導致顆粒間的不可逆分離，進而使電池在循環過程中容量迅速損失。因此，構建具有高離子/電子傳輸途徑的穩定高容量硅負極對于高能量密度固態電池的商業化至關重要。

硅的粒度分布對固態電池的電化學性能有很大影響。在循環過程中，較大的顆粒會迫使整個電極的結構發生變形，而較小的顆粒則更易填充于電極內的可用孔隙，減小了復合負極的體積變化，從而減少了機械電化學故障。硅納米顆粒的表面通常覆蓋有一層氧化硅，這會使電子電導率降低三個數量級。同時由于納米硅具有更大的表面積，通過球磨納米硅、導電碳和SSE的混合物制備的復合負極可有效提升納米硅的利用率（圖5a）。與將液態電解質注入商用鋰離子電池類似，SSE前驅體同樣可以滲入Si/碳/粘結劑復合負極中，以增加活性Si與SSE間的接觸面積，從而改善復合負極中的離子傳輸途。

圖 5.（a）Si-SSE-MWCNTs球磨復合負極；（b）Gr-Si復合負極；（c）具有核殼結構的Si-C負極；（d）用于穩定Si-SSE界面的柱狀硅負極

現階段，已有工作報道了可以克服SSE（Li₆PS₅Cl）和硅負極間界面不穩定的策略[73]。使用金屬銀（Ag）作為粘結劑中間層，在循環過程中與Li發生合金化反應，并保持可變形的特性，減少因體積膨脹較小對電池的損傷。此外，即使在硅負極的大尺寸變化下，其也能在Si-SE界面提供良好的Li⁺傳輸。銀涂層的硅基固態電池比容量遠高于裸硅負極（151 vs 119 mAh g_NCM^-1），循環100次后的容量保持率分別為64%和42%（圖6）。在硅負極上涂覆Ag的改性似乎對提高電極的穩定性和電化學性能以及克服界面問題非常有效。另一種有前途且可實施的硅基固態電池策略是通過軟包電池（7mm直徑的10 cm²模具），LPSCl層作為電解質膜，NCM作為正極。致密電池在390 MPa和1 MPa壓力下，在室溫保持了160次循環的高穩定性。此種方法為克服硅基固態電池涉及的機械故障、尤其是與容量快速衰減相關的問題提供了思路。

圖6 a）兩種不同硅負極（μ-Si和SiNWs）形成SEI的示意圖[67]；b）裸露和Ag涂層的硅負極在15 MPa和30℃下0.2C的電化學性能[73]；c）與未混合LPSCl的硅-石墨負極相比，硅復合負極（將LPSCl與Si混合）可以更好地將Li⁺輸送到集流體，同時防止鋰枝晶穿透的效果圖 [75]；d）n-Si/LPSCl/NMC在兩種壓力（軟包電池1MPa，紅色；高壓電池125 MPa，藍色下的循環性能[74]；e）具有復合聚合物電解質的球狀和片狀硅負極示意圖和全電池鋰化工藝；f）Si//PHP-L15//LiFePO₄在不同電流倍率下以及0.33C不同溫度下的循環性能

為深入了解可能的固態電池失效機制，研究了Si/Li₆PS₅Cl復合材料和無固態電解質硅負極的化學機械失效機制。發現 Si/Li₆PS₅Cl界面處SEI層的增長會導致復合負極的電阻大幅增加和因此導致的電池容量快速衰減。此外，氧氣的存在會導致負極性能出現問題，Si會與氧氣反應形成SiO_x，對SEI層的生長有一定影響。通過將電解質與硅納米顆粒混合，并使用石墨作為鋰金屬分離層，可以制備高效的復合負極。

Fan等研究了一種原位預鋰化策略提高無電解質硅負極的性能。通過使用超薄鋰箔進行預鋰化，鋰的嵌入動力學得到了增強，對應于固態電池的可逆能力得到了改善。電池在0.1C下的能量密度為402 Wh kg^-1（0.5C循環300次后容量保持率為57.3%），在解決硅基固態電池的諸多問題上顯示出優勢。Poetke等采用了相同的預鋰化策略，部分鋰化（800 mAh g^-1）的硅微粒體積變化僅為66%（而不是300%），避免了因嚴重體積膨脹引起的負極破碎。結果表明，在全電池中使用部分鋰化的Si負極表現出比商業Gr負極高28%的能量密度。

在同樣由碳材料組成的負極中使用硅作為添加劑，可以更快調整電極中的離子和電子傳輸，并提高固態電池的性能。研究發現，Si的粒度（與電解質結合后）對固態電池的倍率性能有很大影響，主要是由于部分離子和部分電子傳輸的影響。更小的Si顆粒能夠實現更高的硅負極/電解質界面接觸，并改善Si顆粒在負極上的分布。因此，Si粒度的調節也可以成為實現高性能固態電池的有效策略。

3.2其他類型電解質

使用復合陶瓷混合聚合物電解質（PVDF-HFP/PEO/LATP15%表示為PHP-L15）與硅納米片負極進行匹配，固態電池也顯示出良好的性能。Si//PHP-L15//Li半電池在200次循環后表現出817 mAh g^-1的可逆容量的優異性能。在全電池中，LiFePO₄//PHP-L15//Si在100次循環后的容量保持率高達81%，在2 C下的容量為105 mAh g^-1。此外，PHP-L15表現出高機械特性（拉伸應力為2.8 MPa，拉伸應變為40%），有望抑制硅的體積變化，從而保持硅負極的完整性和SEI層的穩定形成。此外，由于固有的電解質特性，該電極表現出優異的柔韌性和延展性，可在PHP-L15之間實現動態體積膨脹-收縮。該負極促進了固態電池的自愈能力，并在長循環過程中與快速離子轉移產生了穩定且有效的界面接觸。

3.3 實用硅基全固態電池優化

為提高整個電池的能量密度，需要優化N/P比，增加復合正負極中的活性材料載量，并減小復合電解質膜的厚度。Cao等將納米硅與Li₆PS₅Cl和CB混合得到復合負極，再將Li₂SiO_x涂覆的LiNi_0.8Mn_0.1Co_0.1O₂與Li₆PS₅Cl和VGCF混合得到復合正極，并通過真空過濾法制備了Li₆PS₅Cl-乙基纖維素復合電解質膜，最后組裝為全電池。當正極活性材料載量達到20 mg cm^-2時，全電池可以實現285 Wh kg^-1的高能量密度。他們還嘗試了雙極堆疊，與單層電池相比，電池的能量密度從 189 Wh kg^-1提升至 204 Wh kg^-1。Yan等制備了一種硬碳穩定的Li-Si合金負極，形成了一個包括可塑性變形的富鋰相（Li₁₅Si₄和LiC₆）的三維離子電子導體。該方法不僅可以增加有效面積和減輕應力集中，還可以改善電極動力學和機械穩定性。與將以上負極與LiNi_0.8Mn_0.1Co_0.1O₂正極組裝全電池，即使使用 650μm厚的固態電解質層，該電池仍可實現263 Wh kg^-1的能量密度和20?mAh cm^–²的高面容量。綜上所述，純微米硅因體積變化大而不適合作為固態電池的負極材料，而通過制備納米硅-導電碳-硫化物-粘結劑復合負極，可挖掘其大規模應用潛力。將Li-Si負極與硬碳結合同樣可能是一個很有前途的研究途徑，但也會顯著增加電池的制造成本（圖7）。未來，需要開發一種更“粘稠”的粘結劑，以實現堅固的硅復合負極，從而抑制負極的體積膨脹，實現硅基固態電池的長循環壽命。

圖7 硅基固態電池的概述，其中包含機遇與挑戰，以及致力于發展該領域的工業制造商

3.4硅基固態電池的商業化雛形

Ionic Mineral Technologies開發了一種硅-石墨復合體（即使用15%的純硅與石墨混合），可在超過600次循環后提供600 mAh g^-1的穩定容量[93]。Nexeon 已經用硅代替了小部分石墨，以制備一種堅固的硅-石墨混合電極，該方法允許在結構內擴展硅，從而減輕容量退化并保持良好的循環壽命[94]。Amprius制備了不含粘結劑和石墨的硅納米線，其中納米線與硅孔隙間有足夠的空間，可以容納硅的體積膨脹。此外，還建立了有效的離子-電子傳輸途徑，從而提高了功率容量和快充速率[95]。BTR第三代硅碳負極材料的比容量已提高到1400 mAh g^-1，初始庫倫效率提高到82%。硅基負極材料的生產能力已達到6000噸/年，預計到2028年將實現全面量產[96]。

總結與展望

本篇綜述將硅負極和鋰金屬負極與其他合金負極進行比較，并解釋硅負極的優點，以及硅負極-固態電解質界面處SEI層的形成與演變。此外，還介紹了硅負極在硫化物和其他固態電解質基全固態電池中的應用進展。盡管硅基全固態電池的電化學性能取得了長足的進步，但距離大規模實際應用仍有相當大的差距。SEI層是由于硅負極和固態電解質間的界面反應而形成的，導致初始庫侖效率低。同時，由于硅在循環過程中體積不斷膨脹和收縮，SEI層隨之斷裂并重新形成，導致硅負極的粉碎和電池容量的快速衰減。因此，構建具有柔性且堅固的硅負極-固態電解質界面有助于提高硅負極的循環壽命。此外，研究膨脹系數小的新型硅負極以及新的高彈性粘結劑也將有助于開發穩定的復合負極。

同時，提高硅負極的初始庫侖效率也有助于提高比容量。可以選擇一些策略，例如實施預鋰化或包覆涂層，并選用一些對硅負極具有良好界面穩定性的固態電解質（如還原電位低的3LiBH₄-LiI）。

目前，復合負極中硅活性材料載量低的問題仍然存在。為提升面容量，必須降低復合負極中非活性物質（包括導電碳和固態電解質）的含量。優化復合負極中納米硅、導電碳和硫化物電解質的粒度分布和質量比有助于提高面容量。盡管一些文獻提出使用純微米硅、柱狀硅或具有特定取向的硅晶片作為負極可提升面容量，但即使在高堆疊壓力下，這些電池在循環過程中仍會產生大裂紋。未來可采用一些策略，如在多孔硅表面制備一層碳殼，使用對硬碳穩定的Li-Si合金，或使用Si/Li₂₁Si₅復合負極等，有助于在緩解硅體積膨脹的同時實現高面容量。

減少硅的體積變化對于硅基固態電池的長期循環穩定非常重要。一種更典型的方法是對電池施加超過100MPa的堆疊壓力。雖然高堆積壓力會提高容量保持率，但同時也會降低鋰化程度，從而降低充放電比容量。同時，還需加裝笨重設備以施加高壓力，導致電池的整體能量密度降低。因此，必須通過優化硅材料和復合材料的結構來減少整體的體積膨脹-收縮。

例如，制備納米多孔硅，并將其與硫化物電解質和導電碳均勻混合以制備復合負極，可以有效緩解體積膨脹。此外，可以對硅負極進行涂覆或摻雜，以緩解體積變化的影響，并促進鋰離子的擴散。使用彈性模量相對較小的固態電解質，如玻璃態硫化物電解質或有機-無機復合固態電解質，可適應硅在循環過程中的體積變化，保證硅負極與固態電解質之間具有良好的界面接觸。然而，大多數聚合物復合電解質膜的室溫離子電導率很低，因此提高復合電解質膜的離子電導率和柔韌性將有助于提高硅基全固態電池的倍率性能。

對于硅基全固態電池，未來需要減少固態電解質層的厚度。現有的硅基電池大多使用幾百微米厚的硫化物電解質層，大幅降低了整個電池的能量密度。開發具有高室溫離子電導率的超薄固態電解質層、優化N/P比和復合電極結構，對于最終實現高比能量、長循環壽命的硅基全固態電池具有重要意義。為維持和構建可持續發展的世界，亟需研發環境友好的儲能系統，而固態電池作為最有前途的儲能系統，實現其對安全性、能量密度和循環穩定性要求的商業化還有很長的路要走。

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