含硅负极在硫化物全固态电池中的应用
闫汶琳, 吴凡, 李泓, 陈立泉

Application of Si-based anodes in sulfide solid-state batteries
Wenlin YAN, Fan WU, Hong LI, Liquan CHEN
表2 近年来文献中报道的湿法涂覆制备含Si负极硫化物全固态电池总结
Table 2 Summary of sulfide all-solid-state-batteries with Si-based anode made by wet coating method
测试条件电极相关信息电池性能
电池体系测试温度/°C外加压力/MPa测试电压范围/V测试电流密度Si的颗粒尺寸Si负载/mg电极组成黏结剂(溶剂)电池制备首效首周容量(Si)/mA·h·g-1循环性能(可逆容量mA·h·g-1 @循环周数@容量保持率)参考文献
Si-PAN|77.5Li2S-22.5P2S5|LiIn60～100.005～1C/1050 nm0.784Si∶PAN比例为7∶3; 1.12 mgPAN(DMF)Si-PAN极片+电解质粉饼+LiIn(NMC)82%～3500/3100～600@200@19.4%[24]
0.05～183%～3500/～2900～600@200@21.4%
0.1～184%～3500/～29001606(Si); 1122(electrode)@ 200@77.4%
0.15～184.5%～3500/～2900～1050@200@65.6%
0.2～183.5%～3500/～2900～400@200@30.8%
Si-PAN|77.5Li2S-22.5P2S5|Li6PS5Cl|NMC811+Li660～102.5～4.1C/10—80%～2900/～22001500@100@68.18%
2.5～4.2—77.8%～2950/～22001200@100@54.5%
2.5～4.3—67.6%～3000/～20001100@60@55%
NCM622|Li6|Si-C30741.2～2.450.11mA/cm2——Si-C∶SE∶NBR比例为59.4∶39.6∶1.0NBR(二甲苯）Si-C|电解质粉饼|NMC极片66.7%～190(NCM); 1500(Si-C)～140(NCM); ～1100(Si-C)@5[34]
m-Si(PVDF)|Li3PS4|LiIn30140首周0.005～1.5 V，随后0.01～1.2 V0.2 Cmicro-Si (10 μm); nano-Si(<50 nm)0.8～1.2 mg/cm2Li6∶(Si∶PVDF∶SP)比例为1∶1(8∶1∶1)

PVDF(NMP)

PAA/CMC(水)

Si极片浸泡在LPSCl无水乙醇溶液中，蒸干溶剂，然后真空180 °C热处理，然后770 MPa冷压致密化88.7%～3700/～32501750@9; 1200@30@73.9%[35]
m-Si(PAA/CMC)|Li3PS4|LiInLi6∶Si∶PAA/CMC:super P比例为1∶1(8∶1:1)90%～3550/～32001750@9;
1200@30@69.3%
n-Si(PVDF)|Li3PS4|LiInLi6∶(Si∶PVDF∶super P)比例为1∶1(8∶1:1)80.4%～3800/～30001850@9; 1700@30@91.1%
n-Si(PAA/CMC)|Li3PS4|LiInLi6∶Si∶PAA/CMC∶super P比例为1∶1(8∶1∶1)86%～3700/～32002100@9; 1600@30@78.2%
SE-infiltrated m-Si|LPS|LiIn—Li6∶(Si∶PVDF∶super P)比例为1∶1(8∶1∶1)89%～3650/32461750@9; 1250@30@71.4%
M1-Si|Li3PS4|Li-In—m-Si∶sol-LPSCl∶super P比例为40∶50∶5干混87.9%～1650/14371000@9; 700@30@70.0%
M2-Si|Li3PS4|LiIn—m-Si∶sol-LPSCl∶super P∶PVDF比例为40∶50∶5∶5干混89.3%～1400/～1250850@9; 590@30@69.4%
LNb@LCO|Li6PS5Cl|Si302.8～4.20.2 Cm-SiLCO极片|电解质粉饼|Si极片，770 MPa冷压83.9%104 (LCO)75 (LCO)@45@70.7%
μm-Si-M2|r-LPS|LiIn3075M0～1.50.34mA/cm2μm-Si:1～|5 μm;—Si∶r-LPS∶AB∶PPC比例为60∶40∶6∶3PPC(苯甲醚）半电池：Si负极片+r-LPS粉饼，真空加热去除PPC，Li-In合金做对电极。—2500>1700@200@69.0%[31]
nm-Si-M2|r-LPS|LiInnm-Si: 50 nm—Si∶r-LPS∶AB∶PPC比例为60∶40∶6∶3—2750>1700@200@69.0%
LNb@NCM|Li3PS4|Si—2.5～4.2———μm-Si∶r-LPS∶AB∶PPC比例为60∶40∶10∶3); 2.1 mg3层膜电池，真空加热取出PPC～75%132(NCM)—
Si|Li3PS4|Li-In30750.04～1.50.128mA/cm21～5 μm0.76 mg/cm2Si∶SE∶AB比例为55∶36∶9PPC(无水苯甲醚)制备方式同上～90%3412～2200@140@64%；～1600@400[33]
501.1mg/cm2～85%28491823@140@64%; ～700@400
151.1 mg/cm22613失效@3
Si|Li3PS4|NMC752.5～4.20.15mA/cm21.4 mg/cm2Si∶SE∶AB比例为55∶36∶9～80%146(NMC)～90(NMC)@38@67%
501.4 mg/cm2～74%127(NMC)～70(NMC)@38@67%