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2026-02-08 03:35:21 泉源：新浪新闻（Sina News） 作者：没心没肺总比掏心掏肺好

全固态电池（ASSBs）因其接纳不可燃的无机固态电解质，， ，，， ，有望从基础上解决古板液态锂离子电池的清静问题，， ，，， ，并因其高机械强度、宽电化学窗口而成为下一代高能量密度电池的要害偏向。。。。。。。在种种固态电解质中，， ，，， ，硫化物固态电解质（SSEs） 因其最高的离子电导率和优异的机械性能，， ，，， ，成为最具竞争力的选择，， ，，， ，全球各大厂商正起劲投入研发并妄想于2027-2030年间量产。。。。。。。然而，， ，，， ，在规模唬�；；；；τ们埃�， ，，， ，必需对ASSBs的清静性举行周全评估。。。。。。。只管普遍预期其本征清静，， ，，， ，但近期研究批注，， ，，， ，在极端高温或机械滥用条件下，， ，，， ，ASSBs仍可能爆发热失控。。。。。。。2026年1月8日，， ，，， ，清华大学欧阳明高院士/卢兰光/任东生、国轩高科潘瑞军等聚焦于Si/C负极与典范硫化物固态电解质之间的热清静问题。。。。。。。研究系统选取了四种具有代表性的硫化物SSEs：Li??GeP?S???(LGPS)、Li?PS?Cl (LPSC)、Li?P?S???(LPS7) 和 Li?PS??(LPS3)，， ，，， ，以笼罩差别的离子电导率、结构和本征热稳固性。。。。。。。通过与古板液态电解质（LE） 的比照，， ，，， ，本研究系统性地探讨了Si/C负极与SSEs混淆系统在加热历程中的产热特征、反应起始温度、总放热量，， ，，， ，并使用多种表征手段展现了其反应产品与机理。。。。。。。最终，， ，，， ，通过整合正极侧（NCM + LPSC）与负极侧（Si/C + LPSC）的放热行为，， ，，， ，首次完整剖析了NCM | LPSC | Si/C全电池系统的三阶段热失效机制。。。。。。。【研究内容】研究重点关注Si/C负极相关于典范硫化物SSEs的热清静性，， ，，， ，这些SSEs包括Li??GeP?S??（LGPS）、Li?PS?Cl（LPSC）、Li?P?S??（LPS7）和Li?PS?（LPS3）。。。。。。。选择这些SSEs是由于它们代表了差别离子电导率、差别结构以及差别内在热稳固性的谱系，， ，，， ，从而能够周全评估其与Si/C负极的界面热反应性。。。。。。。已深入研究了加热历程中Si/C负极与硫化物SSE的产热特征。。。。。。。效果批注，， ，，， ，硫化物SSE与Si/C负极之间放热反应的起始温度显著高于通例LE与Si/C负极之间反应的起始温度(公众号今日新能源)。。。。。。。然而，， ，，， ，当温度高于350°C时，， ，，， ，硫化物SSE与Si/C负极之间会爆发强烈的放热反应，， ，，， ，导致大宗热量爆发和潜在热失控危害。。。。。。。深入表征展现了在高温下硫化物SSE与Si/C负极之间的主要反应产品为Li?S、P?S?和PO?。。。。。。。最后，， ，，， ，通过整合复合正极（NCM + LPSC SSE）和复合负极（Si/C + LPSC SSE）的放热行为，， ，，， ，剖析了NCM | LPSC | Si/C系统ASSB的热失控路径。。。。。。。图1| 复合硅碳负极与差别硫化物固态电解质的差示扫描量热曲线图2| 差别硫化固态电解质与Si/C负极在差别温度加热后的微观图像。。。。。。。(a) Si/C，， ，，， ，(b) Si/C + LPSC，， ，，， ，(c) Si/C + LPS7图3| 差别硫化物固态电解质与Si/C负极的放热起始温度和释放热量。。。。。。。(a) Si/C + LE系统的起始温度与(b) 释放热量。。。。。。。(c) Si/C + LPSC系统的起始温度与(d) 释放热量。。。。。。。(e) 差别系统间起始温度与释放热量的整体比照图4| (a) Si/C，， ，，， ，(b) Si/C + LPSC，， ，，， ，(c) Si/C + LGPS，， ，，， ，(d) Si/C + LPS7，， ，，， ，(e) Si/C + LPS3系统的原位加热X射线衍射图谱图5| (a) Si/C + LPSC，， ，，， ，(b) Si/C + LGPS，， ，，， ，(c) Si/C + LPS7，， ，，， ，(d) Si/C + LPS3的非原位加热X射线光电子能谱【结论】总之，， ，，， ，该研究对四种硫化物SSEs（LGPS、LPS3、LPSC、LPS7）与Si/C负极之间的热失效特征举行了周全研究。。。。。。。DSC测试批注，， ，，， ，与Si/C + LE系统相比，， ，，， ，硫化物SSE与Si/C负极之间的放热副反应在更高的起始温度（>350°C）下才最先，， ，，， ，展示了硫化物SSE更优异的热稳固性。。。。。。。然而，， ，，， ，与Si/C负极和LE之间的反应相比，， ，，， ，Si/C负极与硫化物SSE之间的放热反应爆发了更多的热量，， ，，， ，带来了潜在的清静隐患。。。。。。。原位XRD和非原位XPS表征批注，， ，，， ，在加热至约350°C的历程中，， ，，， ，锂化Si/C负极履历了一连的相变（LiC? → LiC?? → LiC??），， ，，， ，而硫化物SSE在更高温度下被Si/C负极还真相成Li?S和P?S?化合物，， ，，， ，最终导致热失效。。。。。。。具有优异结晶度的LPSC和LGPS在高温下仍能坚持结构稳固性，， ，，， ，而另外两种硫化物SSE（LPS7和LPS3）在加热历程中体现出差别水平的剖析，， ，，， ，其中LPS7显着自剖析为Li?P?S?。。。。。。。别的，， ，，， ，基于复合正极和复合负极的DSC曲线，， ，，， ，剖析了NCM | LPSC | Si/C全电池的放热特征。。。。。。。复合正极在200~350°C之间显示出两阶段放热历程：200–250°C以NCM与LPSC之间的气-固反应为主，， ，，， ，随后在250–350°C爆发固-固反应。。。。。。。复合负极中LPSC SSE与Si/C负极的放热副反应仅在350°C以上爆发。。。。。。。全电池与复合正极在350°C以下放热行为的相似趋势证实了正极是引发ASSB热失控的初始触发因素。。。。。。。至关主要的是，， ，，， ，脱锂正极释放的氧气是主要的引发因素。。。。。。。随后，， ，，， ，热失控通过界面反应撒播，， ，，， ，引发负极处进一步的放热反应，， ，，， ，并导致多组分链式反应。。。。。。。唬�；；；；谏鲜龇⒚鳎�， ，，， ，NCM | LPSC | Si/C全电池的三阶段热失控机制总结如下：(i) 复合正极的气-固反应（200–250°C）；；；；；；(ii) 复合正极的固-固反应（250–350°C）；；；；；；(iii) 涉及NCM、LPSC和Si/C配合加入的重大链式反应（350°C以上）。。。。。。。该研究证实了硫化物SSE与Si/C负极具有更优异的热清静性，， ，，， ，同时也剖析了负极侧的潜在失效机制。。。。。。。别的，， ，，， ，它填补了关于Si/C负极在ASSB热失控中作用的要害研究空缺，， ，，， ，并提出了潜在的解决计划。。。。。。。未来的研究应着重于开发延缓NCM正极氧气释放或增强硫化物SSE在氧气气氛下热稳固性的战略。。。。。。。同时，， ，，， ，亟需支付重大起劲以改善硫化物SSE在高温条件下对Si/C负极的还原稳固性，， ，，， ，这关于减轻ASSB的潜在清静隐患至关主要。。。。。。。引用本文：L. Chen, X. Rui, D. Ren, et al. “ Thermal Failure Mechanism of Sulfide-Based All-Solid-State Battery with Si-Based Anode.” Advanced Energy Materials (2026): e05623.?原文链接：https://doi.org/10.1002/aenm.202505623邮发代号：80-732联系热线：010-64519601/9602/9643投稿地点：http://www.energystorage-journal.com/ .appendQr_wrap{border:1px solid #E6E6E6;padding:8px;} .appendQr_normal{float:left;} .appendQr_normal img{width:100px;} .appendQr_normal_txt{float:left;font-size:20px;line-height:100px;padding-left:20px;color:#333;} 海量资讯、精准解读，， ，，， ，尽在新浪财经APP

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  • 软件巨细: 82.22 MB
  • 最后更新: 2026-02-08 03:35:21
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