中科院物理所吴凡AM：并非越小越好！精准粒径配比让全固态电池5C循环4000次保持率80%！

背景：传统液态电解质锂离子电池在能量密度和安全性方面存在局限，推动了全固态电池的发展，其中硫化物固态电解质因其高离子导电性和良好界面相容性成为研究热点。然而，硫化物基全固态电池的基础研究与产业化之间存在差距，关键微观结构参数的精准调控至关重要，特别是电解质与正极活性材料的粒径匹配对电池性能影响显著。现有研究缺乏对纳米级电解质粒径的精准量化分析。研究目的：中国科学院物理研究所吴凡团队通过调控Li₆PS₅Cl硫化物固态电解质的粒径（D₁₀、D₅₀、D₉₀），系统探究其对锂金属负极全固态电池电化学性能的影响机制，旨在填补粒径描述模糊和纳米级电解质研究不足的空白。结论：研究发现电解质粒径并非越小越好，需要与正极活性材料粒径优化匹配。当正极与电解质的粒径比满足7.3≤D₅₀ Cathode/D₅₀ SSE且2.0≤D₉₀ Cathode/D₉₀ SSE≤3.5时，可形成“highways and paths”式层级离子传导网络，实现最佳性能。研磨36分钟的电解质综合性能最优，使电池在0.25C下可逆容量达202.2 mAh/g，5C/0.25C容量保持率为70%，3C和5C下循环4000次后容量保持率分别为81.5%和80%。该研究为硫化物固态电解质的粒径工程提供了定量指导原则。