硫化物全固态电池取得突破，手套箱助力新材料研发创新

       8月10日从中国科学院青岛生物能源与过程研究所（以下简称“青岛能源所”）获悉，该所先进储能材料与技术研究组开发出一种高容量硫化物复合正极材料，其比容量是当前三元正极的5倍以上。这一成果不仅为全固态锂硫电池的正极结构设计提供了一种新策略，也有助于全固态锂硫电池实现商业化应用。相关研究成果日前发表于国际学术期刊《能量储存杂志》。

       硫化物全固态电池是世界前沿技术，有望颠覆性解决传统有机电解液电池易燃、易爆等安全性问题，并突破充电速度慢、低温性能差、能量密度低等瓶颈。研究表明，采用硫化物固态电解质、以硫化锂作为正极，可将电池能量密度提升至液态锂电池的两倍。未来，若采用硫正极匹配金属锂负极，电池能量密度有望进一步提升。硫化锂和硫被视为全固态电池未来正极材料的最优选择。

       青岛能源所研究员武建飞带领团队经过长期研究，采用磷修饰碳纳米管包覆策略制备了硫化物复合正极。武建飞介绍，磷修饰碳纳米管具有更大比表面积和更多含氧基团，增强了硫正极与固体电解质之间的界面接触和稳定性。

       “磷修饰碳纳米管可以在复合正极中形成三维导电网络，有效促进电子的迁移和离子的扩散，同时提高硫的利用率。”武建飞说，由此制备的全固态锂硫电池，可实现每克1506.3毫安时的高比容量，经过1400次循环后容量保持率高达70.4%。在此基础上，研究团队采用硫气相沉积和机械球磨的方法，设计了一种独特的掺镍三相界面复合正极，碳纳米管的物理限制缓解了硫在充放电过程中的体积膨胀，镍的微量掺杂有利于催化硫与硫化锂转化，可提高复合正极的电化学性能。以此为正极的全固态锂硫电池在60摄氏度条件下放电比容量达每克1519.3毫安时，接近理论比容量。在室温下，放电比容量依然高达每克1060.9毫安时。物理限制和化学催化的协同效应，提高了全固态锂硫电池的电化学性能，实现了室温下高比容量硫化锂的创新突破。

（来源于《科技日报》）

       多家头部企业也纷纷锚定硫化物路线，加大在全固态电池领域的投资和研发。Solid Power、丰田、松下电池、三星 SDI 等海外企业，以及宁德时代、亿纬锂能、国轩高科、蜂巢能源、广汽等国内企业，都选择了硫化物路线研发全固态电池。这些企业公布了全固态电池的量产时间表，如宁德时代有望在 2027 年实现小批量生产，亿纬锂能预计在 2026 年突破生产工艺并推出全固态电池，国轩高科的 “金石电池” 已采用硫化物电解质路线等。

       在全固态电池的研发过程中，产业链也在逐步跟进。欧阳明高院士工作站在硫化物电解质的研发中取得阶段性进展，纳米级 “硫化物电解质” 即将进入量产阶段，并规划了中试线和量产线。天赐材料的 Li2S 与硫化物电解质将于今年完成实验室中试，未来两年实现中试及量产。当升科技已系统布局硫化物等主流固态电池用关键材料技术路线。容百科技也在布局相关材料，并致力于解决硫化物系全固态电池产业化中的问题。

       值得一提的是，Etelux手套箱在新材料研发创新中发挥着重要作用。Etelux手套箱可以提供一个无水无氧的环境，确保新材料的研发和生产过程不受外界因素的干扰。在硫化物电解质等关键材料的制备中，Etelux手套箱能够有效地防止材料与空气中的水分和氧气发生反应，保证材料的纯度和性能。同时，Etelux手套箱为研发人员提供了一个安全、稳定的工作环境，便于进行各种实验和测试。通过手套箱的助力，科研人员能够更加精准地控制实验条件，提高研发效率，加速新材料的创新和应用。

       随着全行业的积极投入和推动，结合大数据技术的支持，相信硫化物全固态电池的产业化有望提前到来。这将为电动汽车、储能等领域带来革命性的变化，推动新能源产业的发展，为实现可持续发展目标做出重要贡献。相信在全行业的积极投入和推动下，结合大数据技术的支持，硫化物全固态电池的产业化有望提前到来。这将为电动汽车、储能等领域带来革命性的变化，推动新能源产业的发展，为实现可持续发展目标做出重要贡献。

       我们期待着硫化物全固态电池在未来取得更多的突破，为我们的生活带来更多的便利和创新。同时，也希望科研人员能够继续努力，不断探索和创新，推动这一领域的发展迈向新的高峰。