Nat. Mater.颠覆固态电池制造技术，将固态电解质熔了!

采用无机固态电解质的全固态锂金属和锂离子电池(ASSLBs)提高了电动汽车和其他应用的安全性。然而，目前的无机ASSLB制造技术存在成本高、固态电解质和导电添加剂过量、可获得的体积能量密度低等问题。这种制造方法需要分别制造烧结陶瓷固态电解质和ASSLB电极，然后在一个精确控制的环境中仔细堆叠并烧结在一起。这些制造过程比较复杂，提升了电池成本，一定意义上减缓了全固态电池的商业化。

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为了解决电池制造的繁琐，乔治亚理工Gleb Yushin课题组提出了一种颠覆性制造技术，该技术降低了固态电池的制造成本，并改善了体积能量密度。该方法模拟了商业的使用液态电解质的锂离子电池制作工艺，但使用的是具有低熔点的固态电解质，在中等高温(~300℃或以下)下将其渗透到致密、热稳定的电极中，然后在冷却过程中凝固。该方法可以使用几乎相同的商用设备用于电极和电池的制造，这大大降低了工业化的障碍。以LiNi_0.33Mn0_.33Co_0.33O₂为正极，Li₄Ti₅O₁₂和石墨为负极，采用这种节能方法制备了无机全固态电池，取得了很好的性能。这种电池的特性为加速采用全固态电池以实现更安全的电力运输提供了新的机会。

值得注意的是，这项工作是在美国电池制造商Sila Nanotechnologies的资助下进行的，Gleb Yushin也是这家公司的股东，希望他们能够利用这项技术推动固态电池的商业化！

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图1. 熔融固态电解质注入示意图

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图2. 熔体渗入后电极形态的表征

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图3. 对熔体渗入前后SSE和电极材料的微观结构和热特性进行了表征

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图4. 熔融浸渍法制备NCM111/LTO全固态电池的电化学性能

链接

Xiao, Y., Turcheniuk, K., Narla, A. et al. Electrolyte melt infiltration for scalable manufacturing of inorganic all-solid-state lithium-ion batteries. Nat. Mater. (2021).

https://doi.org/10.1038/s41563-021-00943-2

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