《Engineering high conductive Li₇P₂S₈I via Cl^- doping for all-solid-state Li-S batteries workable at different operating temperatures》（Cl^-掺杂设计应用于不同温度范围的高电导率Li₇P₂S₈I全固态锂硫电池）

硫化物固体电解质的高离子电导率和优异的锂兼容性是开发具有高能量密度和安全性的固态锂金属电池的关键。Li₇P₂S₈I因其成本低、对锂金属稳定性好、退火温度低而备受关注。然而，与液态电解液相比，其电导率较低，且与锂金属在大电流密度下的稳定性较差，限制了其在固态电池中的应用。本文首先通过Cl^-掺杂使Li₇P₂S₈I的电导率从1.53 mS/cm提高到3.08 mS/cm。离子电导率的增强是由于S^2-/Cl^-/I^-无序结构的引入。然后通过热压工艺将Li₇P₂S₈I_0.5Cl_0.5的锂离子电导率提高到6.67 mS/cm。由于其优异的电导率，组装好的Li₂S-LiI/Li₇P₂S₈I_0.5Cl_0.5/Li-In电池在室温、60℃和0℃和0.13 mAh/cm²条件下的初始放电容量分别为1051.0 mAh/g、1385.0 mAh/g和713 mAh/g。此外，还揭示了Li₇P₂S₈I_0.5Cl_0.5电解质在阴极混合物中的容量贡献，证实了阴极混合物中的额外容量来源于电解质的贡献。另外，热压法制备的Li₇P₂S₈I_0.5Cl_0.5电解质具有良好的锂相容性和枝晶抑制能力，在0.1 mA/cm2的条件下可稳定的锂沉积/剥离280 h。相应的3Li₂S-LiI/ Li₇P₂S₈I_0.5Cl_0.5/Li锂金属电池在0.13 mA/cm²时的初始放电容量为474 mAh/g, 30次循环后的容量保持率为83%。这项工作为探索硫化电解质实现固态锂金属电池提供了一个有前途的策略。

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