2025全国固态电池大会暨CVD硅碳负极材料技术大会

项目名称：高比能固态锂硫电池产业化关键技术攻关及规模化应用（重新报批）

建设地点：绵阳科技城新区直管区高技术产业园1号楼

建设单位：四川成科国重新能源有限公司

项目备案总投资13000万元，其中环保投资265万元

项目概况：四川成科国重新能源有限公司现位于绵阳科技城新区直管区高技术产业园1号楼，于2024年4月拟实施“基于锂硫电池技术的转化项目”并办理了环评手续。

建设过程中，企业拟对项目生产线及产品方案等进行调整，并变更了项目名称，调整后项目主要建设内容为：适应性改造厂房，布设组装线、材料制备间、制浆间、涂布间、电池测试间、检测室等，项目共分三期工程进行建设，第一期建设锂硫电池小试线；第二期建设锂硫电池中试线，预计产能0.8Gwh；第三期建设锂硫电池自动化产线，预计产能2Gwh，并配套建设相关公辅及环保设施。

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1.北京大学团队研发新型全固态锂硫电池：北京大学材料科学与工程学院庞全全团队开发出一种新型玻璃相硫化物固态电解质材料（LBPSI 电解质材料，Li₂S‒B₂S₃‒P₂S₅‒LiI）。

图注：快速固固硫转化反应机制及LBPSI电解质表征。

并基于此研制出具有优异快充性能和超长循环寿命的全固态锂硫电池，该电池通过在电解质中引入氧化还原活性碘元素，激活了传统电池中难以进行的两相界面反应，实现了快速固固硫反应。

电池在 2C 倍率下释放出(1497mAh g^-1)的高比容量，在 20C 超高倍率充电时，容量仍可达到(784 mAh g^-1)。在 25°C 下，以 5C 倍率循环 25000 次后，仍具有 80.2% 的初始容量。相关研究成果于 1 月 16 日发表在《自然》杂志上。

2.美国阿贡国家实验室提高固态锂硫电池硫利用率：美国阿贡国家实验室徐桂良研究员、Khalil Amine 教授等人在《科学》杂志上发表论文，报道了通过超高转速（UHS）混合过程中的机械化学反应，实现了在各种含卤素的固态电解质和高能量硫族化合物正极材料界面处卤化物的普遍分离现象。

UHS 混合产生的热冲击和剪切破碎协同效应，诱导机械化学反应，使卤化物从含卤素的固态电解质中分离并均匀沉积在正极颗粒上。

这一结构增强了电荷传输动力学，提高了界面稳定性，减轻了固态电池的机械故障。制备的各种全固态锂硫电池在商业水平的面积容量下表现出接近 100% 的硫利用率和非凡的循环稳定性，解决了硫利用率低及循环寿命不足的问题。

本研究利用UHS混合实现的通用卤化物隔离技术显著提升了全固态电池的界面性能，扩展了接口设计范围。在商业可行的面积容量和室温下，原位隔离的纳米尺寸卤化锂界面层大幅改善了硫族阴极的性能。

这一意外发现不仅优化了界面化学，还为未来阳极界面设计和固体电解质工程的先进组件开发提供了新思路和方法。

3.加拿大滑铁卢大学的 Linda F. Nazar 院士团队：在Nature Materials上发表了题为 “Suppressing argyrodite oxidation by tuning the host structure for high - areal - capacity all - solid - state lithium - sulfur batteries” 的研究论文。该研究通过增强硫银锗矿中锂离子与硫宿主之间的强相互作用，协同抑制了硫银锗矿的氧化，为高面容量全固态锂硫电池的发展开辟了新途径。

该团队以氮化碳 / 氮掺杂石墨烯（CNG）为概念验证宿主材料。理论分析（DFT）表明，硫银锗矿的氧化遵循间接路径，而 CNG 富含的吡啶氮（N³⁻ᵈ）基团能与硫银锗矿界面处的 Li⁺离子形成强相互作用（Li - N 键），显著抑制了初始氧化步骤中 Li⁺的脱出动力学，并提高了 S²⁻→S⁰的氧化过电位。同时，CNG 中半导体性的 g - C₃N₄组分适度限制了界面处的局部电子传输，避免了高导电性碳宿主加速电解质的氧化分解。

图注：高硫负载全固态电池的电化学性能

得益于 CNG 对电解质氧化的强效抑制，基于 CNG 宿主的全固态锂硫电池展现出卓越的电化学性能。在室温下，即使硫含量高达 70 wt%，CNG - S 电池也表现出优异的倍率性能和循环稳定性。在更高的硫载量（3.4 mg/cm²）下，电池实现了 2.6 mAh/cm² 的初始面容量，并在 235 次循环后仍保持 2.1 mAh/cm²（92% 容量保持率）。在 60°C 下、硫载量 7.6 mg/cm² 时，电池实现了前所未有的 11.3 mAh/cm² 高初始面容量，且在 40 次循环后仍保持 91% 的容量（约 10.3 mAh/cm²）。