与传统的液态电解质锂离子电池相比，全固态锂离子电池（AALMBs）具有最大的能量密度和更高的安全性，进而引起了人们的极大关注。然而，要制备出同时具有高离子导电性、优异的空气稳定性和良好的Li金属相容性的理想固态电解质（SSE）是极具挑战性。

有鉴于此，为满足上述要求，加拿大西安大略大学孙学良教授，Yining Huang合成了一种新型微晶玻璃Li_3.2P_0.8Sn_0.2S₄（gC-Li_3.2P_0.8Sn_0.2S₄）SSE，从而开发出具有高性能的室温（RT）ASSLMBs。

文章要点

1）研究人员采用两步固相反应法制备了gC-Li_3.2P_0.8Sn_0.2S₄ SSE，并首次采用球磨技术使化学计量比前驱体完全非晶化。随后，玻璃态前驱体在特定的退火过程后转变为微晶玻璃态。

2）与传统的Li₃PS₄微晶玻璃相比，非晶含量为12%的gC-Li_3.2P_0.8Sn_0.2S₄ SSE具有较大的晶胞尺寸和较高的Li⁺离子浓度，经简单的冷烧工艺后，其离子电导率（RT时为1.21×10⁻³ S cm⁻¹）提高了6.2倍。此外，gC-Li_3.2P_0.8Sn_0.2S₄ SSE中的(P/Sn)S₄四面体在5%湿度的空气中具有极强的耐水性，表现出良好的空气稳定性。

3）研究发现，gC-Li_3.2P_0.8Sn_0.2S₄ SSE在Li/SSE界面处形成了Li-Sn合金，是稳定界面并在对称电池和全电池中提供良好电化学性能的重要因素。这种gC-Li_3.2P_0.8Sn_0.2S₄快离子导体的发现丰富了先进单质外延材料的选择，同时加速了ASSLMBs的商业化进程。

参考文献

Feipeng Zhao, et al, An Air-Stable and Li-Metal-Compatible Glass-Ceramic Electrolyte enabling High-Performance All-Solid-State Li Metal Batteries, Adv. Mater. 2021

DOI: 10.1002/adma.202006577

https://doi.org/10.1002/adma.202006577