钠离子硫化物固态电解质研究进展

贾曼曼, 张隆

Recent development on sulfide solid electrolytes for solid-state sodium batteries

Manman JIA, Long ZHANG

表1 不同成分的钠离子硫化物电解质

Table 1 Summary of sodium sulfide solid electrolytes

组分	对称性	晶格常数/?	电导率 /mS·cm^-1	激活能/eV	原料；制备方法	掺杂效果	文献
Na₃PS₄	Cubic I43m		0.2～0.46	0.281-0.198	Na₂S+P₂S₅； 500 r/min球磨20 h→270 ℃烧结2 h		[34,47]
Na₃PS₄	Tetragonal P42₁c	6.6919 7.0838	3.39	0.173	Na₂S、P₂S₅；450 ℃结8h→700 ℃烧结12 h		[50]
Na_2.9PS_3.95Se_0.05	Cubic I43m		0.121	0.230	Na₂S+P₂S₅+Se；乙腈分散→80 ℃干燥→270 ℃退火	扩大Na⁺扩散通道；产生空位	[44]
Na₃PSe₄	Cubic I43m	7.3094	1.16	0.210	Na+P+Se；800 ℃烧结12 h	扩大晶格体积；降低Na⁺与骨架结合能	[40]
Na₃PSe₄	Cubic I43m	7.3136	0.11	0.281	Na₂Se+P+Se；300 ℃烧结12 h	有空位形成	[54]
Na₃SbSe₄	Cubic I43m	7.4920	3.70	0.190	Na+Sb+Se；700 ℃烧结12 h	扩大晶胞体积	[53]
Na_2.9375PS_3.9375Cl_0.0625	Tetragonal P42₁c	6.9704 7.0925	1.14	0.249	Na₂S+P₂S₅+NaCl； 800 ℃烧结4 h→420 ℃退火2 h	产生Na⁺空位	[42]
94Na₃PS₄·6Na₄SiS₄	Cubic I43m	6.9978	0.74	0.260	Na₂S+P₂S₅+SiS₂； 510 r/min球磨15 h→220 ℃退火2 h	提高Na2占位	[35]
Na_3.1Ge_0.1P_0.9S₄	Cubic I43m	6.9950	0.212	0.21	Na₂S+P₂S₅+GeS₂；球磨10 h→250 ℃退火6 h	提高Na⁺浓度	[37]
Na_3.1Ti_0.1P_0.9S₄	Cubic I43m	6.9893	0.23	0.20	Na₂S+P₂S₅+TiS₂；球磨10 h→250 ℃退火6 h	提高Na⁺浓度	[37]
Na_3.1Sn_0.1P_0.9S₄	Cubic I43m	7.0088	0.25	0.18	Na₂S+P₂S₅+SnS₂；球磨10 h→250 ℃退火6 h	提高Na⁺浓度	[37]
Na₃P_0.62As_0.38S₄	Tetragonal P42₁c		1.46	0.256	Na₂S+P₂S₅+As₂S₅； 510 r/min球磨15 h→270 ℃退火2 h	提高离子电导率、空气稳定性	[36]
Na_2.730Ca_0.135PS₄	Cubic I43m	6.9768	1.40	0.346	Na₂S+P₂S₅+CaS；500 r/min球磨5 h→700 ℃退火12 h	提高钠离子空位	[61]
Na₃SbS₄	Tetragonal P42₁c	7.1597 7.2906	3.00	0.250	Na+Sb+S；700 ℃烧结12 h		[41]
Na₃SbS₄	Tetragonal P42₁c	7.1453 7.2770	1.10	0.200	Na₂S+Sb₂S₃+S；550 ℃烧结→甲醇/水溶液法		[63]
Na₃SbS₄	Tetragonal P42₁c		0.10-0.20	0.270-0.350	Na₂S+Sb₂S₃+S；溶于水→干燥后200 ℃退火		[45]
Na₃SbS₄	Cubic I43m	7.1570 7.2874	1.05	0.220	Na₃SbS₄·9H₂O；150 ℃1 h脱水		[64]
Na_2.88Sb_0.88W_0.12S₄	Cubic I43m	7.1920	32	0.177	Na₂S+S +Sb₂S₃+WS₂； 510 r/min球磨5 h/30 h→275 ℃退火	增大空位浓度，稳定立方相	[69]
Na₁₀SnP₂S₁₂	Tetragonal P4₂/nmc	9.6800 13.6300	0.4	0.356	Na₂S+P₂S₅+SnS₂； 380 r/min球磨17 h→700 ℃退火		[75]
Na₁₀GeP₂S₁₂	Tetragonal P4₂/nmc	9.5700 13.4300	0.024	0.4160	Na₂S+P₂S₅+SnS₂； 510 r/min球磨5 h→235 ℃退火1 h		[74]
Na₁₁Sn₂PS₁₂	Tetragonal I4₁/acd	13.6148 27.2244	1.40	0.250	Na₂S+P₂S₅+SnS₂；700 ℃烧结2 h并缓慢降温		[76]
Na₁₁Sn₂PS₁₂	Tetragonal I4₁/acd	13.6436 27.2715	3.70	0.387	Na₃PS₄+Na₄SnS₄；420 ℃烧结24 h		[78]
Na₁₁Sn₂PSe₁₂	Tetragonal I4₁/acd	14.2741 28.5113	1.00		Na+P+Sn+Se； 450 r/min球磨15 h→550 ℃退火6 h		[80]