基于硫化物固态电解质的全固态二次电池被认为是最具潜力的下一代新能源体系之一。近日，青岛生物能源与过程研究所研究人员利用熔融黏结技术，干法制备出具有出色柔韧性的超薄硫化物固态电解质膜。采用该电解质膜制备出的一体化全固态电池具有优异的界面稳定性和长循环性能。
研究团队针对目前干法制备过程中各组分分散不均问题，提出低压力制备的熔融黏结策略，在黏流态下将低黏度的热塑性聚酰胺(TPA)与硫化物Li6PS5Cl进行预混，在较低压力下热压成型，诱导TPA在硫化物颗粒间隙渗透，构建聚合物逾渗网络，实现超薄成膜的同时，兼具优异的柔韧性、热塑性、可弯曲性和较高离子电导率。
通过同步辐射X射线断层扫描对循环过后的对称电池进行观测，研究团队发现这种超薄膜能够有效抑制循环过程中因电极体积膨胀带来的界面分离和电解质碎裂等问题，保持界面稳定，在固态电解质内部构建完整的聚合物逾渗网络，有利于耗散电池运行过程中的不均匀内应力，降低了机械失效风险。
以正极和薄层电解质的界面熔融黏结为策略制备的一体化全固态电池，适配锂铟负极，在707次循环后容量保持率大于80%；适配纯硅负极(μSi)，478次循环后容量保持率大于80%，可循环2000次。在高负载NCM83||μSi全电池中，经过9200小时、1400次循环后，其面容量保持大于2.5mAh/cm²，循环寿命超过1万小时，高于高镍三元体系的硫化物全固态电池。