由韩国电工研究院(KERI)下一代电池研究中心首席研究员Ha Yoon-Cheol博士和Kumoh国立技术研究所(KIT)材料科学与工程学院教授Cheol-Min Park博士领导的团队开发了一种低成本的二硫化硅(SiS)生产技术2)用于具有加速全固态电池(ASSB)商业化潜力的固态电解质(银丝母型)。

ASSB用不易发生火灾或爆炸的固体取代了在阳极和阴极之间转移离子的液态电解质。然而，实现商业化仍面临许多挑战，例如加工和批量生产困难，材料成本高等。全球许多研究小组正在努力应对这些挑战，KERI也取得了多项成就。

在这项研究中，Ha博士的团队选择了二硫化硅。学术界众所周知，将二硫化硅添加到ASSB的固态电解质中有助于提高离子电导率和水分稳定性。然而，从硫和硅合成二硫化硅需要很高的反应温度，这导致硫的蒸气压激增，使得二硫化硅生产过程特别棘手。因此，二硫化硅是一种非常昂贵的材料，目前每1克的成本约为7万韩元。

KERI开发了一种用于优化生产二硫化硅的加工技术，并为其在ASSB固态电解质中的应用铺平了道路。该团队通过优化硫和硅粉的排列并创造一个完美的密封环境来承受硫在800度反应温度下的蒸气压，成功地建立了合成条件。所得产品的质量与市售产品相当。该团队使用二硫化硅制造了固态电解质，发现它具有两倍以上的离子电导率和水分稳定性。此外，优化的工艺将有助于简化生产并降低生产成本。

“国内外许多研究人员都在努力解决硫的高压，这需要使用昂贵的原材料或引入特殊工艺，”哈博士说。“我们所取得的成就将有助于更便宜、更容易地生产用于固态电解质的二硫化硅。

该团队还将新的二硫化硅用作液体电解质锂离子电池的阳极活性材料，并首次确定了充放电过程中层状结构的破坏和恢复。该团队的二硫化硅研究结果作为封面文章发表在最近一期的《材料化学杂志A》上。