固体锂离子电池用电解质合成方案五
提高P2S5基导锂玻璃电解质电导率的方法研究 P2S5基玻璃对金属锂的电化学稳定性好，与石墨负极的相容性也很好，在全固态锂及锂离子蓄电池中有很好的应用前景。改善P2S5基玻璃电解质导电性的方法主要有适量增加网络改性物的含量、添加锂盐、使用混合网络形成物、掺杂氧化物或是形成玻璃一陶瓷复合电解质等。
增加Li2S—P2S5基玻璃电解质中Li2S的含量可提高其离子电导率，但是过多的Li2S影响玻璃的抗晶化稳定性，因此，Li2S的含量通常被在75％(摩尔分数)以内。另外，添加LiI将Li2S—P2S5基玻璃的电导率提高到10S／cm，但是I一在2．9V的电位下(相对于Li／Li)即会被氧化，与目前通常使用的4V正极材料(如LiCoO2)相容性差 ，因此Li2S—P2S2一Li2I玻璃电解质用于全同态锂离子蓄电池时常使用另一种固体电解质将其与高电位正极材料隔开。
与氧化物玻璃态电解质相似，使用混合网络形成硫化物亦可提高Li2S—P2S2基玻璃态电解质的离子电导率 。例如，在由LiS2—P2S2—GeS2三元体系组成的非晶态样品中，95Li3PS4--5Li4GeS4的Li电导率在室温下达4．0×10S／cm，Li迁移数几乎等于1。Li2S—P2S5一GeS2具有比Li2S—SiS2一Li3PO4更高的电导率和更低的导电活化能，将其组装成实验电池In—Li／Li2S—P2S5一GeS2／LiCoO2时，电池的内阻低，极化很小，充放电比容量大，然而Li2S—P2S5一GeS2体系与石墨负极的相容性也很差，这可能是由于Ge和Si同属ⅣA族化学性质相似
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所致。
在Li2S—P2S5基玻璃体系中添加氧化物(Li2S，P2S5等)同样可以改善玻璃体系的网络结构，降低导电活化能，提高离子电导率。如7．5Li2O一67．5Li2S一25P2S5的室温离子电导率达2．7×10S／cm。
玻璃态硫化物锂无机固体电解质的晶化通常导致其电导率的下降，如95[0．6Li2S一0．4SiS2]一5Li4SiO4玻璃电解质晶化后体系的电导率至少下降两个数量级。然而Li2S—P2S5基玻璃部分晶化后形成的玻璃——陶瓷复合电解质具有更高的离子电导率，室温下可达10S／cm，对金属锂高度稳定，电化学窗口大约为10V。这一方面是因为晶化后的玻璃结构中形成类似于硫代—L1S1CONlI的高导电晶相，该导电晶相只在富锂玻璃80Li2S一20P2S5中沉积，很可能是一种亚稳相，另一方面，热处理过程中非晶态粉末的软化导致晶粒间接触更加紧密，晶粒边界电阻下降。
在Li2S—P2S5玻璃一陶瓷中掺入P2S5可进一步提高体系的电化学稳定性并降低导电活化能。例如玻璃——陶瓷80Li2S—19P2S5—1P2O5的导电活化能和电子电导率比80Li2S—20P2S5更低，而室温离子电导率仍保持在7．4×10S／cm。
从以上结果可以看出，硫化物型导锂玻璃的电导率比氧化物玻璃约高3～4个数量级，可与液态电解质相比；SiS2基玻璃的离子电导率比P2S5基玻璃约高1个数量级。此外，由于P2S5的蒸气压高，P2S5基玻璃在传统的制备过程中需在密封的石英管内加热，制备过程复杂，从这个意义上讲，SiS2基玻璃的商业化应用优于P2S5基玻璃。
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