宁波东方理工大学讲席教授、中国工程院外籍院士孙学良与助理教授王长虹团队联合上海交通大学教授陈立桅提出了一种基于超分子组装的双溶剂制浆策略，制得了超低粘结剂含量双层电解质薄膜（LLBFs），室温离子导率达到1.26 mS/cm。依托该创新工艺，团队首次成功研制出多层堆叠安时级卤化物全固态软包电芯（NCM88|LLBF|μ-Si），其在30℃下以0.2 C进行充放电容量可达1.45Ah,经过100次循环，容量保持率达95.1%。
近日，相关研究成果发表于国际权威期刊《先进材料》（Advanced Materials）。
卤化物全固态电解质具有高离子电导率、优异的正极兼容性，已成为固态电池中极具前景的全固态电池体系。但长期以来，适配量产设备与工艺的卤化物湿法制膜、电芯制备技术始终未能突破，成为制约其落地实用的关键瓶颈之一。
一方面，卤化物电解质对溶剂极度敏感，溶剂引发的电解质失效机制尚不明确。另一方面，传统湿法工艺制备的电解质膜，粘结剂含量高达2~5 wt%，而粘结剂多为离子绝缘材料，会直接阻碍离子传输，大幅拉低电池性能。
核心创新点
研究团队发现利用XPS、固态核磁等手段，解析了甲苯、环己烷、癸烷等非极性/弱极性溶剂与卤化物固态电解质(Li3InCl6)之间的相互作用，发现溶剂会诱导Li3InCl6在表面析出InCl3，堵塞锂离子传输通道造成电导率衰减。
常规思路仅靠稀释母液、拉高浆料固含量来降低粘结剂占比，调控空间狭小，有着难以突破的天然局限。研究团队使用甲基环己烷-癸烷作为溶剂，多嵌段共聚物SEEPS作为粘结剂，利用两种溶剂对SEEPS不同链段溶解能力差异，诱导聚苯乙烯链段通过π-π相互作用发生可控超分子聚集，精准调控粘结剂母液与浆料流变特性，制备出超低粘结剂含量固态电解质薄膜，该制备路线具备规模化量产与工程落地的应用潜力。
依托该创新方法，研究团队进一步组装了多层堆叠的安时级卤化物全固态软包电芯，标称容量为1.8 Ah的卤化物全固态软包电芯，在30℃以0.2 C进行充放电其放电容量达到1.45 Ah，100圈容量保有率95.1%。这是文献中所报道的容量最大、堆叠层数最多的卤化物全固态软包电芯，也是首个通过湿法制备的卤化物全固态软包电芯。
这项成果打通了实验室卤化物固态电解质技术到商业化安时级软包电池的工艺壁垒，为卤化物全固态电池规模化量产、商业化落地提供了可行的技术路径。
宁波东方理工大学为论文第一完成单位，宁波东方理工大学/上海交通大学博士生张书涛、宁波东方理工大学副教授傅佳敏为本文共同第一作者。
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