Разработан устойчивый и действенный твердый электролит на основе сульфида для электрических автомобилей

Ученые из Технологического университета Тоёхаси и Университета Осаки создали новый способ жидкофазного синтеза, позволяющий получать твердый электролит на основе сульфида лития. ₁₀GeP₂S₁₂Материал, проявляющий практическую ионную проводимость при нормальной температуре, представляет собой прорыв. Это открытие способно послужить основой для создания более надежных и производительных аккумуляторных систем будущего для электромобилей.

Литий-серные твердотельные электролиты. ₁₀GeP₂S₁₂Материалом следующего поколения считаются ввиду высокой безопасности и выходных характеристик. Нестабильность и требование синтеза без контакта с воздухом делают разработку недорогих жидкофазных методов синтеза критически важной для массового производства.

Группа исследователей улучшила процесс термического воздействия, уложив общее время синтеза в 7,5 часа вместо трех суток. Полученный растворным методом Li… ₁₀GeP₂S₁₂Показывает исключительные электрохимические характеристики в отличие от образцов, созданных в шаровой мельнице: мелкие частицы с высоким сопротивлением границ зёрен и органический поверхностный слой, устойчивый к анодам Li-In.

Для повышения ионной проводимости изучили различные материалы для термообработки. Установлено, что титан обеспечивает проводимость при комнатной температуре 5,5 мСм/см. Но этот показатель ниже, чем у образцов, синтезированных в шаровой мельнице. Чтобы понять причины, исследователи сравнили электрохимические свойства образца лития, синтезированного в шаровой мельнице, и образца, синтезированного в растворе. ₁₀GeP₂S₁₂.

Эксперименты показали, что у образца, синтезированного в растворе, ниже ионная проводимость из-за большего сопротивления границ зерен из-за меньшего размера частиц. Тем не менее, образец, синтезированный в растворе, демонстрирует более высокую стабильность интерфейса между Li-In и Li. ₁₀GeP₂ S₁₂Поверхностный слой из частиц, получаемых из органического растворителя, был причиной этого.

Исследование акцентирует значимость состояния поверхности частиц, ранее не изучаемого в работах по твердым электролитам на основе сульфидов. В будущем ученые стремятся применить этот подход к синтезу других твердых электролитов на базе сульфидов для повышения ионной проводимости и улучшения стабильности анода. Полученные результаты опубликованы в журнале ACS Applied Energy Materials.