中國(guó)粉體網(wǎng)訊 硫化物固態(tài)電解質(zhì)因其高離子導(dǎo)電率、良好的電化學(xué)和熱穩(wěn)定性以及優(yōu)異的界面接觸性能，被認(rèn)為是固態(tài)電池的重要技術(shù)路線之一。
硫化鋰納米粉末材料由于其理論容量高，可以作為正極材料和預(yù)鋰化試劑，又是硫化物固體電解質(zhì)不可缺少的前驅(qū)體，具有廣闊的應(yīng)用前景。
硫化鋰的制備方法
硫化鋰可以通過球磨法、有機(jī)鋰溶劑熱方法、離子交換法、熱還原方法（碳熱還原和金屬熱還原）等方法合成。
球磨法將單質(zhì)硫和金屬鋰/氫化鋰按比例混合后通過研磨或混合進(jìn)行機(jī)械球磨反應(yīng)得到硫化鋰。這種方法在合成Li2S納米粉末材料方面因其簡(jiǎn)單性、最小的副反應(yīng)、成本效益和環(huán)境友好性而引人注目。
有機(jī)溶劑熱法是通過在乙醇、已烷、甲苯、四氫呋喃或硝基甲基吡咯烷酮等有機(jī)溶劑中，使鋰或鋰化合物與硫或硫化合物反應(yīng)來實(shí)現(xiàn)的。這種方法合成Li2S納米粉末材料的優(yōu)勢(shì)包括易于純化和溶劑回收，最大限度地減少?gòu)U物。
離子交換法通過將鹵化鋰或硝酸鹽與硫化鈉或硫化氫在有機(jī)溶劑中反應(yīng)來合成Li2S納米粉末材料。
熱還原法包括碳熱還原和金屬熱還原，利用高溫促進(jìn)金屬化合熱還原方法，物與還原劑(如碳或鎂)之間的反應(yīng)，產(chǎn)生鋰硫納米粉末材料。碳熱還原使用碳作為還原劑，通常是將硫酸鋰與多孔碳或石墨烯(由蔗糖或明膠等前體衍生)等碳源反應(yīng)。盡管其簡(jiǎn)單且不使用有害溶劑，但碳熱還原需要大量的能量，導(dǎo)致運(yùn)營(yíng)成本高。同時(shí)，潛在的H2S、CO和CO2排放具有顯著的缺點(diǎn)，與碳中和目標(biāo)相沖突。
與碳熱還原類似，金屬熱還原能夠通過使用活性金屬還原鋰鹽來合成Li2S納米粉末材料。由于使用活性金屬作為還原劑，并且由于其放熱性質(zhì)，金屬熱還原顯著降低了操作溫度并縮短了反應(yīng)時(shí)間。此外，這種方法消除了二氧化碳排放，提供了一種更環(huán)保的選擇。然而，需要額外的步驟來去除金屬氧化物，這增加了最終的成本。
詡辰科技硫化鋰納米粉體
目前市面上在售的商業(yè)硫化鋰存在制備流程復(fù)雜，純度低，成本昂貴，顆粒尺寸大，電化學(xué)性能較差等問題。詡辰科技提出了一種采用金屬熱反應(yīng)制備出硫化鋰納米粉體的方法，該方法制備的硫化鋰顆粒尺寸更小，純度更高，并且采用價(jià)格低廉的鋰鹽為反應(yīng)物，極大地降低了反應(yīng)成本，具有50倍以上的經(jīng)濟(jì)效益，大大提高了商業(yè)化生產(chǎn)的可能性。
由金屬熱反應(yīng)制備的硫化鋰納米粉體呈顆粒狀結(jié)構(gòu)，晶粒尺寸小于30 nm，平均顆粒尺寸也僅為261 nm；而市面上的商業(yè)硫化鋰呈片層狀，沒有明顯顆粒，晶粒尺寸一般大于50 nm，平均顆粒尺寸在1-3μm之間，是詡辰科技所制備的5-10倍。經(jīng)過計(jì)算由該反應(yīng)制備的硫化鋰納米粉體純度高達(dá)99.9%。
針對(duì)固態(tài)電池相關(guān)的技術(shù)、材料、市場(chǎng)及產(chǎn)業(yè)等方面的問題，中國(guó)粉體網(wǎng)將于2025年3月18-19日在安徽·蚌埠舉辦2025全固態(tài)電池技術(shù)交流大會(huì)暨第一屆干法電極技術(shù)研討會(huì)。為致力于固態(tài)電池技術(shù)開發(fā)的企業(yè)，科研院校，以及新能源汽車、儲(chǔ)能、消費(fèi)電子等終端企業(yè)提供信息交流的平臺(tái)，開展產(chǎn)、學(xué)、研合作，助推固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。屆時(shí)，來自詡辰科技（廣州）有限公司/華南師范大學(xué)的邢震宇董事長(zhǎng)將作題為《硫化鋰納米粉體材料的產(chǎn)業(yè)化》的報(bào)告。
專家簡(jiǎn)介：
邢震宇，廣東省杰出青年基金獲得者，香江學(xué)者獲得者。于2008年-2010年在吉林大學(xué)馮守華院士團(tuán)隊(duì)承擔(dān)大學(xué)生創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)計(jì)劃，于2012年在吉林大學(xué)化學(xué)學(xué)院取得化學(xué)學(xué)士學(xué)位(導(dǎo)師:楊柏教授)，于2016年在美國(guó)俄勒岡州立大學(xué)取得化學(xué)博士學(xué)位(導(dǎo)師:紀(jì)秀磊教授&陸俊教授)，于2017年在加拿大滑鐵盧大學(xué)陳忠偉院士課題組從事博士后研究，于2018年被引進(jìn)到華南師范大學(xué)化學(xué)學(xué)院工作。
參考來源：Carbon Research《華南師范大學(xué)邢震宇課題組發(fā)表 Chem：硫化鋰納米粉體材料的產(chǎn)業(yè)化》、詡辰科技等
（中國(guó)粉體網(wǎng)編輯整理/喬木）
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