一、桑德集團研發LATP-WO3膜層鋰片層技術，提高固態電池離子電導率

 

       概述：無機固態電解質材料中磷酸鈦鋁鋰Li1+xAlxTi2-x(PO4)3(簡稱LATP)，室溫下擁有相對更高的離子電導率，在水和空氣中能穩定存在，且其合成方法簡單的優點受到更加廣泛的關注。但是LATP容易與鋰金屬發生反應，使LATP中的Ti4+被還原成Ti3+，導致鋰離子導體LATP中產生電子傳導，進而降低了LATP對鋰片的穩定性。桑德集團有限公司利用在金屬鋰片表面設置Li3PO4膜層和LATP膜層方法緩解上述問題。

 

       專利名稱：全固態鋰離子電池及其制備方法

 

       主要目的：緩解現有技術中以金屬鋰片作為負極時，金屬鋰片產生的鋰枝晶容易與LATP發生氧化還原反應，導致在鋰離子導體LATP中產生電子傳導，影響LATP對鋰片的穩定性的技術問題，從而達到提高金屬鋰片和LATP固態電解質穩定性的技術效果。

 

       鋰片膜層主要制備工藝:

       測試數據：在60℃下，分別對覆有Li3PO4/LATP的金屬鋰片制成的固態電池與傳統鋰片電池在不同時間下的阻抗進行測試，測試結果如下表，顯示出添加Li3PO4/LATP膜層后的固態電池鋰離子電導率有顯著提升，且隨時間的增加，離子電導率數據呈逐漸增加的趨勢，而無膜層的呈現出衰減趨勢。由于離子電導率的增加更有利于鋰離子的脫嵌，此膜層的研發應用提升了全固態鋰離子電池后期的電性能。

       二、桑德集團采用聚碳酸烯基酯為復合材料，將硫化物固態電解質離子電導率提高一個數量級

 

       概述：硫化物固態電解質柔韌性差，制備工藝復雜，制成的電解質膜存在厚度大，柔韌性差，可加工性差等特點。而通過復合手段，得到的聚合物/無機復合型固態電解質則兼具上述兩種材料的優點，是最有應用前景的電解質材料。在聚合物/硫化物復合固態電解質中，聚醚類聚合物(如聚環氧乙烷，PEO)/硫化物復合固態電解質是研究的重點。

 

       然而，研究發現，硫和聚醚類的醚氧鍵發生反應，導致硫或硫化物在聚醚類的聚合物中發生溶解現象，從而會在硫化物復合電解質制備成膜時，產生雜相，導致離子電導率降低。為了解決現有技術的硫化物復合固態電解質中，硫或硫化物在聚醚類的聚合物中發生溶解現象，而在硫化物復合固態電解質制備成膜時，產生雜相，導致離子電導率降低的技術問題，桑德集團發明了一種硫化物復合固態電解質，通過聚碳酸烯基酯與制備硫化物固態電解質基體的原料制備而成、或通過聚碳酸烯基酯與硫化物固態電解質基體制備，從而解決上述導致離子電導率降低現象。

 

       專利名稱：一種硫化物復合固態電解質及其制備方法、固態電池

 

       主要目的：避免傳統硫化物固態電解質制備時，硫和聚醚類的醚氧鍵發生反應而造成的溶解現象所產生的雜相，提高了硫化物復合固態電解質的離子電導率。

 

       硫化物復合固態電解質主要制備步驟：

       測試數據：采用交流阻抗法對硫化物復合固態電解質膜的電導率進行測定。測量前在充滿氬氣的手套箱中組裝好阻塞型電池，將硫化物復合固態電解質膜(CSE)沖成直徑為1cm的圓片，然后夾在兩個不銹鋼(SS)電極之間，組裝成不繡鋼/硫化物復合固態電解質膜/不繡鋼(SS/CES/SS)的測量體系。釆用電化學工作站CHI660C(上海辰華儀器公司)進行交流阻抗譜測試，測試過程中，設置交流微擾幅度為5mV，掃描頻率范圍為100KHz～0.1Hz。測量體系的溫度范圍為20～80℃，每隔5℃進行一次測量。

 

       通過對比樣本與對比例數據，可以看出，采用聚碳酸烯基酯制備得到的硫化物復合固態電解質膜的離子電導率，均比采用聚環氧乙烷制備得到的硫化物復合固態電解質膜離子電導率高，甚至提高了一個數量級。