硫银锗矿型固态电解质Li6PS5X（X=Cl、Br、I）在固态锂电池领域发展潜力大

　　硫银锗矿型固态电解质，也称Argyrodite型固态电解质，代表性材料是Li6PS5X（X=Cl、Br、I），属于硫化物固态电解质，主要用于全固态锂电池制造领域。

 

　　根据新思界产业研究中心发布的《2024-2029年中国硫银锗矿型固态电解质Li6PS5X（X=Cl、Br、I）行业市场深度调研及发展前景预测报告》显示，2008年，德国锡根大学研究开发出硫银锗矿型固态电解质Li6PS5X（X=Cl、Br、I），其优点包括，离子电导率较高、高于锂磷硫（LPS）但低于锂锗磷硫（LGPS），电化学窗口宽，机械性能好，成本较低等，但也存在空气稳定性较差、对金属锂稳定性较差等缺点。

 

　　Li6PS5X（X=Cl、Br、I）可以采用元素掺杂、界面修饰等方式进行性能优化。例如，Li6PS5X（X=Cl、Br、I）在潮湿空气中结构与化学性质不稳定，可利用ZnO进行掺杂优化；与金属锂负极接触会产生死锂，可通过界面修饰方法进行避免；离子电导率不足，可利用SnO2进行掺杂提升等。

 

　　目前研究热度较高的硫化物固态电解质产品主要有锂锗磷硫LGPS（Li10GeP2S12）、硫银锗矿Li6PS5X（X=Cl、Br、I）、锂磷硫LPS（Li7P3S11）等。三者之中，LGPS离子电导率最高，但采用金属锗，成本也高；LPS成本低，但离子电导率最低；Li6PS5X（X=Cl、Br、I）成本低于LGPS，离子电导率高于LPS且还可提升，因此受到关注。

 

　　Li6PS5X（X=Cl、Br、I）制备方法主要有高能球磨法、固相烧结法、悬浮液法、溶解-沉积法等，这些方法各有优缺点，对比来看，前两种方法更易得到离子电导率高的材料，后两种方法对烧结温度要求更低，且制备速度更快。其中，固相烧结法工艺简单，产品离子电导率较高，具有批量化生产优势。

 

　　Li6PS5X（X=Cl、Br、I）包括Li6PS5Cl、Li6PS5Br、Li6PS5I三大类产品，其中Li6PS5Cl、Li6PS5Br室温锂离子电导率相对更高，而Li6PS5I相对较低。Li6PS5Cl，锂磷硫氯，简称LPSC，被认为是一种高能量密度、高安全性全固态锂电池的固态电解质产品，研究热度最高。

 

　　新思界行业分析人士表示，我国Li6PS5X（X=Cl、Br、I）相关研究机构主要有中国科学院物理研究所、华中科技大学、天津工业大学、燕山大学、郑州大学、华南理工大学、浙江工业大学等，相关研究成果还在不断问世。

 

　　华中科技大学团队在《Rare Metals》上发表“Li6PS5I硫银锗矿电解质的合成优化并在不同温度下全固态电池中的应用”的文章。郑州大学团队设计制备出具有独特结构特征的锂硫银锗矿基固态电解质Li6PS4Cl0.75-OF0.25（LPSC-OF0.25），同时具有高离子电导性、优良善潮湿空气耐受性、良好负极和正极界面兼容性。整体来看，硫银锗矿型固态电解质Li6PS5X（X=Cl、Br、I）未来发展潜力大。

 

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