ISSN 1608-4039 (Print)
ISSN 1680-9505 (Online)

Для цитирования:

Пилюгина Ю. А., Кузьмина Е. В., Колосницын В. С. Гидролитическая и окислительная устойчивость твердых сульфидных электролитов // Электрохимическая энергетика. 2025. Т. 25, вып. 2. С. 68-73. DOI: 10.18500/1608-4039-2025-25-2-68-73, EDN: IZJQDR

Статья опубликована на условиях лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International (CC-BY 4.0).
Полный текст в формате PDF(Ru):
скачать
(загрузок: 23)
Язык публикации: 
русский
Рубрика: 
Литиевые электрохимические системы
Тип статьи: 
Научная статья
УДК: 
549.3
DOI: 
10.18500/1608-4039-2025-25-2-68-73
EDN: 
IZJQDR

Гидролитическая и окислительная устойчивость твердых сульфидных электролитов

Авторы: 
Пилюгина Юлия Алексеевна, Уфимский Институт химии Уфимского федерального исследовательского центра РАН
Кузьмина Елена Владимировна, Уфимский Институт химии Уфимского федерального исследовательского центра РАН
Колосницын Владимир Сергеевич, Институт органической химии Уфимского научного центра РАН
Аннотация: 

Изучена устойчивость твердых сульфидных электролитов Li7P3S11 и Li3PS4 к окислению и гидролизу при различной влажности газовой среды (воздуха и аргона). Установлено, что с увеличением влажности воздуха скорость окисления сульфидных электролитов возрастает. Показано, что скорость окисления сульфидных электролитов определяется их составом, так электролит Li7P3S11 демонстрирует лучшую окислительную устойчивость во влажной атмосфере воздуха по сравнению с Li3PS4. Основным продуктом окисления сульфидных электролитов является сульфат лития.

Ключевые слова: 
сульфидный твёрдый электролит
полностью твёрдая литиево-серная ячейка (аккумулятор)
гидролитическая стабильность
окислительная стабильность
Благодарности: 
Работа выполнена в рамках Государственного задания по теме НИР УфИХ УФИЦ РАН № 124032600061-3 «Углеродные материалы и углерод-полимерные композиты как активные компоненты положительных и отрицательных электродов перспективных накопителей энергии. Синтез, строение, свойства».
Список источников: 
  1. Huang H., Liu C., Liu Z., Wu Y., Liu Y., Fan J., Zhang G., Xiong P., Zhu J. Functional inorganic additives in composite solid-state electrolytes for flexible lithium metal batteries. Adv. Powder Mater., 2024. vol. 3, no. 1, art. 100141. https://doi.org/10.1016/j.apmate.2023.100141
  2. Frenck L., Sethi G. K., Maslyn J. A., Balsara N. P. Factors That Control the Formation of Dendrites and Other Morphologies on Lithium Metal Anodes. Front. Energy Res., 2019, vol. 7, art. 115. https://doi.org/10.3389/fenrg.2019.00115
  3. Yang H., Wu N. Ionic conductivity and ion transport mechanisms of solid-state lithium-ion battery electrolytes: A review. Energy Sci. Eng., 2022, vol. 10, iss. 5, pp. 1643–1671. https://doi.org/10.1002/ese3.1163
  4. Yersak T. A., Zhang Y., Hao F., Cai M. Moisture Stability of Sulfide Solid-State Electrolytes. Front. Energy Res., 2022, vol. 10, art. 882508. https://doi.org/10.3389/fenrg.2022.882508
  5. Li P., Ma Z., Shi J., Han K., Wan Q., Liu Y., Qu X. Recent Advances and Perspectives of Air Stable Sulfide-Based Solid Electrolytes for All-Solid-State Lithium Batteries. Chem. Rec., 2022, vol. 22, iss. 10, art. e202200086. https://doi.org/10.1002/tcr.202200086
  6. Muramatsu H., Hayashi A., Ohtomo T., Hama S., Tatsumisago M. Structural change of Li2S–P2S5 sulfide solid electrolytes in the atmosphere. Solid State Ionics, 2011, vol. 182, iss. 1, pp. 116–119. https://doi.org/10.1016/j.ssi.2010.10.013
  7. Kanazawa K., Yubuchi S., Hotehama C., Otoyama M., Shimono S., Ishibashi H., Kubota Y., Sakuda A., Hayashi A., Tatsumisago M. Mechanochemical Synthesis and Characterization of Metastable Hexagonal Li4SnS4 Solid Electrolyte. Inorg. Chem., 2018, vol. 57, iss. 16, pp. 9925–9930. https://doi.org/10.1021/acs.inorgchem.8b01049
  8. Pilyugina Yu. A., Mishinkin V. Y., Kuzmina E. V., Li B. Q., Zhang Q., Kolosnitsyn V. S. The sulfide solid electrolyte synthesized via carbothermal reduction of lithium sulfate for solid-state lithium-sulfur batteries. Inorg. Chem. Commun., 2025, vol. 174, art. 113926. https://doi.org/10.1016/j.inoche.2025.113926
  9. Altomare A., Corriero N., Cuocci C., Falcicchio A., Moliternia A., Rizzia R. QUALX2.0: A qualitative phase analysis software using the freely available database POW-COD. J. Appl. Crystallogr., 2015, vol. 48, iss. 2, pp. 598–603. https://doi.org/10.1107/S1600576715002319
  10. Phuc N. H. H., Morikawa K., Mitsuhiro T., Muto H., Matsuda A. Synthesis of plate-like Li3PS4 solid electrolyte via liquid-phase shaking for allsolid-state lithium batteries. Ionics, 2017, vol. 23, iss. 8, pp. 2061–2067. https://doi.org/10.1007/s11581-017-2035-8
Поступила в редакцию: 
20.01.2025
Принята к публикации: 
09.06.2025
Опубликована: 
30.06.2025