由丰桥工业大学制作
Li7P3S11的液相合成过程(左)及溶剂介电常数与所得样品电导率的关系(右)
白色圆圈表示在先前研究中使用的溶剂中获得的Li7P3S11的电导率，黑色圆圈表示在本研究中使用的溶剂中获得的电导率
Dox代表1，4-二恶烷，THP代表四氢吡喃，THF代表四氢呋喃，DME代表二甲醚，ACN代表乙腈
学分:丰桥工业大学
丰桥工业大学电气电子信息工程系课题组，由博士点Gamo组成；盖娜，项目副教授；和松田隼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的形成中起重要作用，液相合成是全固态锂离子二次电池的固体电解质
在系统研究的溶剂中，研究团队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
这一成果有望引领全固态电池量产技术的发展
细节 全固态电池因其高安全性和高能量密度，尤其是有望应用于电动汽车，正作为下一代电池吸引着人们的关注
全固态电池的实际应用需要高离子电导率的硫化物固体电解质的大规模生产技术
在固体电解质的合成方法中，液相合成因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Li7P3S11液相合成的影响尚未得到系统研究
因此，研究小组选择了8种具有不同物理化学性质的有机溶剂，并揭示了液相合成Li7P3S11中溶剂种类对反应的影响
在所研究的溶剂中，他们发现使用1，4-二恶烷(Dox)、四氢吡喃(THP)和ACN作为溶剂导致结晶Li7P3S11的形成，并且倾向于在具有更高介电常数的有机溶剂中获得更高的电导率
施加到样品上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
一般来说，溶剂中的反应性由介电常数、偶极矩、供体数目等表征
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
从干燥过程的观点来看，低沸点的溶剂是优选的
基于这些综合性质，研究小组证明了ACN是液相合成具有高导电性的结晶Li7P3S11的最佳反应溶剂
未来展望 在液相合成Li7P3S11这种有希望成为全固态电池固体电解质候选物的过程中，研究团队认为，在Li7P3S11固体电解质中实现高电导率为溶剂选择找到了重要依据
根据研究中发现的溶剂选择依据，研究团队打算将其用于开发全固态电池的大规模生产技术
这项研究发表在《科学报告》上
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