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摘要：日本丰桥技术科学大学的研究小组通过选择8种具有不同物理化学性质的有机溶剂，对于溶剂对结晶性Li₇P₃S₁₁的液相合成的影响进行了调查，明确了溶剂种类对Li₇P₃S₁₁的液相合成反应的影响，有望推进全固态LIB量产技术的开发。

关键字：全固态锂离子二次电池、固体电解质、液相合成、最佳溶剂、Li₇P₃S₁₁

11月15日，日本丰桥技术科学大学（以下简称“丰桥技科大”）宣布，已证实：在全固态锂离子二次电池（LIB）用固体电解质——“Li₇P₃S₁₁”的液相合成中，由介电常数表示的溶剂的极性对于结晶性Li₇P₃S₁₁的形成具有重要影响作用；在所调查的8种溶剂中，“乙腈”（ACN）对于Li₇P₃S₁₁的液体相容性来说是最佳反应溶剂。

全固态锂离子二次电池有望实现实用化，但为此需要开发能够大量合成具有高离子电导率的硫化物固体电解质的技术。在固体电解质的合成方法中，液相合成的成本低，且适合大规模生产，因此极具发展前景。

此外，由液相合成的Li₇P₃S₁₁固体电解质因其具有高电导率而成为全固态LIB用固体电解质的候选之一，但是关于溶剂对结晶性Li₇P₃S₁₁的液相合成的影响，目前尚未进行过系统性调查。因此，本次研究小组选择了8种具有不同物理化学性质的有机溶剂，明确了溶剂种类对Li₇P₃S₁₁的液相合成反应的影响。

用液相合成法制备的Li₇P₃S₁₁固体电解质的电导率。（左）Li₇P₃S₁₁的液相合成过程。（右）溶剂的介电常数与所得样品的电导率之间的关系。

白色圆圈表示先行研究中使用溶剂下的电导率，黑色圆圈表示本研究中使用溶剂下的Li₇P₃S₁₁的电导率。

（来源：丰桥技术科大新闻稿PDF）

研究结果表明，在8种溶剂中，使用“1,4二恶烷”（Dox）、“四氢吡喃”（THP）以及CAN这3种溶剂时，形成了结晶性Li₇P₃S₁₁。意味着在具有高介电常数的有机溶剂中，更易于获得更高电导率。

此外，已证实，所用溶剂的介电常数越高，在热处理过程中，越容易在高温下引起去溶剂化；并且从干燥处理的观点出发，应优选使用低沸点的溶剂。根据这样的复合特性已经证实，ACN对于具有高导电率的结晶性Li₇P₃S₁₁的液相合成来说是最佳的反应溶剂。

研究小组认为，此次成果为Li₇P₃S₁₁的液相合成选择适当溶剂以实现Li₇P₃S₁₁固体电解质的高电导率提供了重要的指导方针，Li₇P₃S₁₁是全固态LIB用固体电解质的最有希望的候选。今后，希望基于此次研究成果，推进全固态LIB量产技术的开发。

丰桥技术科学大学：发现全固态锂离子二次电池用固体电解质的最佳溶剂