基于硫化物的固态电解质（SSE）被认为是实现高性能全固态锂离子电池（ASSLIB）的关键部分。然而基于硫化物的SSE电化学稳定的狭窄窗口会急剧增加的界面电阻，影响了正极和负极材料的界面稳定性，导致电池容量快速下降。为了进一步改善ASSLIB的电化学性能，特别是高倍率能力，提高正极复合材料中的电子电导率至关重要。与常规液态锂离子电池不同，碳添加剂在正极复合物中提供了足够的电子渗透途径，因此在充电过程中会加速硫化物SSE的分解。即使只是添加了非常少量的碳添加剂，硫化物SSE也会在电解液/碳上发生严重分解界面导致严重的副反应，并在碳添加剂和SSE之间形成不良的界面层。因此，碳添加剂的使用阻碍了ASSLIB的电化学性能，必须要克服在基于硫化物的ASSLIB中的正极复合材料上使用碳添加剂所带来的阻碍，基于此，加拿大西安大略大学孙学良院士课题组提出了一种通过构造基于硫化物的ASSLIB的半导体聚合物薄膜来实现高倍率容量的优异电化学性能的策略。通过分子层沉积（MLD）成功地在碳添加剂（CNT）和LiNi_0.8Mn_0.1Co_0.1O₂（NMC811）的富镍层状正极材料上成功构建了均匀且共形的聚（3,4-乙撑二氧噻吩）（PEDOT）修饰。

文章要点：

1）PEDOT改性不仅有效地减轻了阴极中碳添加剂引起的硫化物SSE的分解，而且还显着抑制了充电/放电过程中阴极材料与硫化物SSE之间的副反应。

2）ASSLIB的电化学性能得到显著改善，包括更高的初始放电容量，增强了循环稳定性，改善了平均放电电位以及降低电压极化。更重要的是，在阴极复合物中成功应用半导体添加剂可显着提高倍率能力，在1C时容量超过100 mAh g^-1，是裸电极的10倍。

3）XPS和同步加速器XANES分析表明，通过PEDOT改性可有效抑制正极复合物中硫化物SSE的分解和严重的界面副反应。

通过基于硫化物的ASSLIBs中的半导电添加剂来改性导电添加剂，将会吸引更多有关在ASSLIBs中快速充电正极材料开发的研究。

Deng, Sixu, et al, Eliminating the Detrimental Effects of Conductive Agents in Sulfide-Based Solid-State Batteries, ACS Energy Lett., 2020

DOI: 10.1021/acsenergylett.0c00256

https://doi.org/10.1021/acsenergylett.0c00256