【电池】AEnM：高电负性阴离子掺杂新策略助力硫化物电解质迈向高压全固态电池

背景：随着电动汽车和低空飞行器的发展，兼具高能量密度与高安全性的全固态电池备受关注。硫化物基固态电解质因其高离子电导率而具有潜力，但典型电解质如Li3PS4电化学稳定窗口窄，与高电压正极和锂金属负极接触时易发生氧化还原分解，引发界面副反应等问题。研究目的：上海交通大学研究团队系统研究了高电负性阴离子N、O、F对Li3PS4的掺杂效应，旨在提升其高压兼容性并抑制界面副反应。结论：研究发现N和O掺杂能进入硫代磷酸盐骨架形成PS3N/PS3O单元，拓宽电化学窗口，而F更倾向于以LiF相存在。其中N掺杂样品LPSN综合性能最优，离子电导率达0.505 mS cm−1，LiIn||NCM811全电池在0.1C下稳定运行1616 h，在1C下循环超过300圈，实现了离子传输、电子绝缘与界面稳定的平衡，为硫化物电解质掺杂剂筛选和高压全固态电池界面设计提供了新思路。