溶剂对液相合成锂固体电解质的影响

丰桥工业大学电气电子信息工学系研究组，博士生贺茂弘田;Atsushi Nagai，项目副教授;Atsunori Matsuda 教授证明了以其介电常数为特征的溶剂极性在液相合成中结晶 Li7P3S11的形成中起着重要作用，这是一种用于全固态锂离子二次电池的固体电解质。电池。在系统研究的溶剂中，研究小组发现具有高介电常数的乙腈(ACN)是液相合成Li7P3S11的最佳溶剂，因为它增强了硫代磷酸锂的反应性并能够形成具有高导电性的结晶 Li7P3S11。这一成果有望推动全固态电池量产技术的发展。

细节

全固态电池由于其高安全性和能量密度，作为下一代电池备受关注，特别是有望应用于电动汽车。全固态电池的实际应用需要高离子电导率硫化物固体电解质的量产技术。在固体电解质的合成方法中，液相合成由于其低成本和适合大规模生产而最有前途。虽然 Li7P3S11因其高离子电导率而成为全固态电池固体电解质的候选材料之一，但溶剂对结晶 Li7P3液相合成的影响S11尚未进行系统研究。

因此，课题组选择了8种物理化学性质不同的有机溶剂，揭示了溶剂种类对Li7P3S11液相合成反应的影响。在研究的溶剂中，他们发现使用 1,4-二恶烷 (Dox)、四氢吡喃 (THP) 和 ACN 作为溶剂会导致形成结晶 Li7P3S11并且在具有较高介电常数的有机溶剂中趋于获得较高的电导率。应用于样品的溶剂的介电常数越高，热处理过程中发生去溶剂化的温度就越高。这表明溶剂的介电常数是与硫代磷酸锂化学相互作用强度的指标。通常，溶剂中的反应性由介电常数、偶极矩、供体数等表征。在Li7P3S11的液相合成中，发现在具有高介电常数的溶剂中观察到高反应性。

从干燥工序的观点考虑，优选沸点低的溶剂。基于这些综合特性，研究组证明乙腈是液相合成高电导率结晶Li7P3S11的最佳反应溶剂。

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