墨水涂覆法制备硫化物全固态锂离子电池

采用墨水涂覆技术制备基于硫化物的电解质薄膜及其全固态锂离子电池。通过N-甲基吡咯烷酮(NMP)溶剂对真空烧结法制得的Li_8P_2S_9粉末进行处理,获得均匀、稳定的湛蓝色Li_8P_2S_9墨水。研究结果表明:NMP溶剂处理后的Li_8P_2S_9颗粒粒径从10μm降低到1μm左右,物相晶体结构不变,但改善颗粒间的接触性能。在Li_8P_2S_9墨水中添加一定量的聚偏二氟乙烯(PVDF)黏结剂,溶解完全后将墨水滴涂在磷酸铁锂正极表面,除去溶剂即可一步实现电解质的成膜及电解质与正极的复合。当PVDF与Li_8P_2S_9的质量比为1:10时,电解质膜30℃下的锂离子电导率为2.03×10~(-4)S/cm,25℃电化学窗口为5.15V。以该墨水涂覆法制得的LiFePO_4/Li电池可在室温下稳定工作,0.2C下循环100圈的平均比容量为113.7mA·h/g,库仑效率为99%。