山西
全固态电池（ASSBs）因其高能量密度和安全性而被视为下一代电池技术的有力候选。开发具有高离子电导率、低成本且对氧化物正极具有良好电化学稳定性的无机固体电解质（SEs），对于实现高性能全固态电池至关重要。硫化物电解质，尤其是锂银矿型电解质，因其高室温离子电导率、低成本、良好的延展性和对电极的高动力学稳定性而受到广泛关注。
在此，武汉理工大学王硕、清华大学南策文、北京高压科学研究中心唐明学等人通过快速干法混合后退火处理，实现了锂银矿型电解质Li₅.₅PS₄.₅Cl₀.₇₅Br₀.₇₅（LPSCB）的kg级稳定合成（每批次超过1kg）。
由于增强的笼间传输动力学，所制备的氯/溴双掺杂卤素富集的锂银矿型电解质展现出超高室温离子电导率（是传统液体电解质的两倍）。得益于优异的界面稳定性，组装的全固态电池展现出卓越的长循环性能和倍率性能。
图1. 材料制备
总之，该工作成功制备了超离子导体Li₅.₅PS₄.₅Cl₀.₇₅Br₀.₇₅（LPSCB）。LPSCB展现出13 mS cm⁻¹的高室温离子电导率（冷压状态）和25 mS cm⁻¹（烧结后），以及0.24 eV的低活化能。采用快速干法混合后退火的方法，首次实现了每批次1公斤级的LPSCB制备。此外，通过电化学阻抗谱（EIS）、中子粉末衍射（NPD）、魔角旋转核磁共振（MAS NMR）和⁶Li-⁷Li同位素交换核磁共振光谱测量，揭示了锂离子快速迁移的机制。
基于此，以单晶LiNi₀.₈₃Co₀.₁₁Mn₀.₀₆O₂@Li₃BO₃（s-NCM83）为正极材料、LPSCB为电解质、In/InLi为负极组装的全固态电池展现出卓越的电化学性能，具有优异的倍率性能和长循环稳定性（在0.5 C下超过2500次循环，在2 C下1800次循环且几乎没有容量衰减）。
此外，电池在440次循环后能够提供高达2.8 mAh cm⁻²的面容量。这种卓越的循环性能归因于s-NCM83与LPSCB之间形成的动力学稳定界面，这一点通过原位XPS和EIS测量得到了证实。由于LPSCB具有极高的离子电导率、低活化能和良好的电化学稳定性，结合其较低的原料成本，使其成为加速硫化物基全固态电池实际应用的最有前景的候选材料之一。
图2. 电池性能
Large-scale manufacturing sulfide superionic conductor for advancing all-solid-state batteries,Matter2025 DOI: 10.1016/j.matt.2025.102135
南策文中国科学院院士、发展中国家科学院院士，清华大学材料科学与工程研究院院长、教授、博士生导师，兼任国际陶瓷联盟理事长、中国硅酸盐学会副理事长。1985年起，历任武汉工业大学助教、讲师、副教授、教授、博士生导师。1992年，获得中国青年科技奖。1999年，获得美国陶瓷学会Edward C. Henry奖。2002年，获得北京市科学技术奖一等奖。2005年，获得国家自然科学奖二等奖。2009年，获得全国百篇优秀博士学位论文奖指导教师。2020年任"功能陶瓷"学科方向国家973计划项目首席科学家、国家自然科学基金委创新研究群体学术带头人。
唐明学，北京科技大学材料学院，教授，研究领域：无机光电材料、钠离子电池、铁电材料等的微观结构调控和表征；固体核磁共振、电子顺磁共振技术的开发和应用。
王硕长期从事固体电解质及全固态锂电池的研究。围绕无机固态电解质的制备与表征及离子输运机制、无机/有机复合电解质膜的制备与表征、转换电极的设计及反应机理、复合正极中的力-（电）化学效应影响等方面进行了较系统的研究。近年来以第一/通讯作者身份在Angew. Chem. Int. Ed.、Adv. Energy Mater.、Matter、Adv. Funct. Mater.、J. Mater. Chem. A等期刊共发表学术论文15篇。申请国家发明专利12项，其中3项专利已授权。担任J. Materiomics以及“硅酸盐学报”期刊青年编委。同时担任Joule、Adv. Mater.、Adv. Energy. Mater.等期刊独立审稿人，并受邀在国内外学术会议多次做学术报告。
（来源：matter 版 权属原作者 谨致谢意）
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