固体锂离子电池用电解质解决方案21
锂电池用新型Li 10GeP 2S 12固体快离子电解质
含锂快离子电解质Li 10GeP 2S 12，这种材料具有新型的立体框架结构，它在室温下即具有非常高的电导率（12mS/cm），这意味着固体电解质中所能达到的最高电导率，甚至超过了有机电解液, 室温27℃时电导率为12mS/cm是非常高，这种新型的固态电池在设备制造方面有许多的优势（易成型，集成），稳定（无挥发性），安全（无爆炸），和优良的电化学性能（高导电性和宽电位窗口）。
合成方法：
Li 10GeP 2S 12由化学计量数量的Li 2S 、GeS 2、P 2S 5在550℃下抽真空的石英管中反应合成，X 射线衍射分析表明，产生了一种具有不同于以前所报导的快离子导体比如thio-LISICON 和Li 7PS 6的结构的新相，P 跟锗的比例决定于电感耦合等离子体(ICP)质谱，并被认为是0.662:0.338，这个数值的化学计量值P/Ge=2。
具体操作方法之一：
合成原料为Li 2S （纯度99.9%），P 2S 5（纯度99%），GeS 2（纯度99%），称重，按摩尔比Li 2S ／P 2S 5／GeS 2为5／1／1在充氩手套箱中混合，放置在不锈钢器皿中，使用振动磨碎机(CMT，Tl-100)30分钟，试样压制成颗粒状，密封于石英管30Pa ，加热套加热到550℃反应温
度8小时，反应完成后，试管置于室温下自然冷却。XRD 分析(Rigaku, SmartLaband Ultima)用于验证单相的形成，P/Ge比例决定于ICP 光谱 (iCAP,Thermo Scientific)。
晶体结构分析，在结构分析过程中，框架结构由Ge 和磷硫化物多面体组成，锂原子的位置根据同步回旋加速和中子衍射数据确定， XRD 数据采用使用了Spring-8，BL02B2光束线高通量同步回旋加速X 射线源，戴薛式（Debye-Scherrer ）照相仪器用于-173℃下测量。试样密封于真空下石英毛细管（直径0.3mm ）以用于XRD 检测，衍射数据在2θ按0.01°逐渐从3.0°到70.0°收集，入射光波长使用NIST SRM Ceria 640b CeO2校准到0.59960 Å，新相单个电极参数使用XRD 数据及自动标引方案DICVOL ，有效空间群决定于随后的结构分析（结构由从头计算方法和Rietveld 结构精修法建模），晶体结构通过从头计算方法来解决，该方法使用直观空间的一个结构模型全局优化，PS4和GeS4四面体（不对称晶胞中，设想的Ge-S 和P-S 键长分别为2.1和2.0 Å）块在重头计算方法的初始构型作为构建模，该程序随机运动，真实空间PS4和GeS4四面体发生旋转，计算结果与中子粉末晶体衍射图样相一致，重复观察图样以找到最佳结构，初始结构使用RIETAN-FP 程序进行Rietveld 结构精修，一些锂离子的位置通过绘制傅里叶图，同步衍射数据进行研究，中子Rietveld 方法实现了精确确定锂离子位置及占用参数，中子衍射数据使用高分辨率衍射仪，SuperHRPD (BL08), 在辐射设施中心，试样密封在装置了铟密封圈的钒电池中
（直径6mm ），晶体结构使用Z-Rietveld 程序进行Rietveld 结构精修，锂离子位置通过绘制傅里叶图研究，并修正位置及占用参数，最后修正环节，对所有原子位置进行热力学各向异性参数进行修正，同步X 射线和Rietveld 中子分析表明了Li 10GeP 2S 12中所有锂离子的位置。
离子和电子电导率，Li 10GeP 2S 12粉末在氩气气氛下压制成颗粒（直径10mm ，厚度3-4mm ），然后涂上金使之成为电极，在进行离子电导率测试前真空中500℃加热，Au ／Li 10GeP 2S 12／Au 的交流阻抗在氩气气氛下-110℃到110℃范围内测量，重复两到三次，频率特性分析(Solartron,1260)参数100-500mV
，到Hz 频率范围，Au ／Li 10GeP 2S 12／Au 电池的循环伏安图采用-0.5至5.0V ，25℃，扫描速率1mV/s，电子电导由Hebb-Wagner 极化法测量。
电性能分析测试，阴极为LiCoO2和Li 10GeP 2S 12涂覆的LiNbO 3，LiNbO 3采用沸腾床涂覆一层LiCoO 2粉，LiNbO3涂覆的LiCoO2和Li 10GeP 2S 12按70∶30质量比用涡旋混合器混合5min ，LiCoO 2／Li 10GeP 2S 12／In 电池装置在铟板上（Nilaco ，厚度0.1mm ，直径10mm ）作为阳极，电池电化学性能取决于TOSCAT-3100 (Toyo System)，在25℃下，外加电流14mA/g，循环试验实现1.9到3.6V 。
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锂电池用新型Li 10GeP 2S 12固体快离子电解质
含锂快离子电解质Li 10GeP 2S 12，这种材料具有新型的立体框架结构，它在室温下即具有非常高的电导率（12mS/cm），这意味着固体电解质中所能达到的最高电导率，甚至超过了有机电解液, 室温27℃时电导率为12mS/cm是非常高，这种新型的固态电池在设备制造方面有许多的优势（易成型，集成），稳定（无挥发性），安全（无爆炸），和优良的电化学性能（高导电性和宽电位窗口）。
合成方法：
Li 10GeP 2S 12由化学计量数量的Li 2S 、GeS 2、P 2S 5在550℃下抽真空的石英管中反应合成，X 射线衍射分析表明，产生了一种具有不同于以前所报导的快离子导体比如thio-LISICON 和Li 7PS 6的结构的新相，P 跟锗的比例决定于电感耦合等离子体(ICP)质谱，并被认为是0.662:0.338，这个数值的化学计量值P/Ge=2。
具体操作方法之一：
合成原料为Li 2S （纯度99.9%），P 2S 5（纯度99%），GeS 2（纯度99%），称重，按摩尔比Li 2S ／P 2S 5／GeS 2为5／1／1在充氩手套箱中混合，放置在不锈钢器皿中，使用振动磨碎机(CMT，Tl-100)30分钟，试样压制成颗粒状，密封于石英管30Pa ，加热套加热到550℃反应温
度8小时，反应完成后，试管置于室温下自然冷却。XRD 分析(Rigaku, SmartLaband Ultima)用于验证单相的形成，P/Ge比例决定于ICP 光谱 (iCAP,Thermo Scientific)。
晶体结构分析，在结构分析过程中，框架结构由Ge 和磷硫化物多面体组成，锂原子的位置根据同步回旋加速和中子衍射数据确定， XRD 数据采用使用了Spring-8，BL02B2光束线高通量同步回旋加速X 射线源，戴薛式（Debye-Scherrer ）照相仪器用于-173℃下测量。试样密封于真空下石英毛细管（直径0.3mm ）以用于XRD 检测，衍射数据在2θ按0.01°逐渐从3.0°到70.0°收集，入射光波长使用NIST SRM Ceria 640b CeO2校准到0.59960 Å，新相单个电极参数使用XRD 数据及自动标引方案DICVOL ，有效空间群决定于随后的结构分析（结构由从头计算方法和Rietveld 结构精修法建模），晶体结构通过从头计算方法来解决，该方法使用直观空间的一个结构模型全局优化，PS4和GeS4四面体（不对称晶胞中，设想的Ge-S 和P-S 键长分别为2.1和2.0 Å）块在重头计算方法的初始构型作为构建模，该程序随机运动，真实空间PS4和GeS4四面体发生旋转，计算结果与中子粉末晶体衍射图样相一致，重复观察图样以找到最佳结构，初始结构使用RIETAN-FP 程序进行Rietveld 结构精修，一些锂离子的位置通过绘制傅里叶图，同步衍射数据进行研究，中子Rietveld 方法实现了精确确定锂离子位置及占用参数，中子衍射数据使用高分辨率衍射仪，SuperHRPD (BL08), 在辐射设施中心，试样密封在装置了铟密封圈的钒电池中
（直径6mm ），晶体结构使用Z-Rietveld 程序进行Rietveld 结构精修，锂离子位置通过绘制傅里叶图研究，并修正位置及占用参数，最后修正环节，对所有原子位置进行热力学各向异性参数进行修正，同步X 射线和Rietveld 中子分析表明了Li 10GeP 2S 12中所有锂离子的位置。
离子和电子电导率，Li 10GeP 2S 12粉末在氩气气氛下压制成颗粒（直径10mm ，厚度3-4mm ），然后涂上金使之成为电极，在进行离子电导率测试前真空中500℃加热，Au ／Li 10GeP 2S 12／Au 的交流阻抗在氩气气氛下-110℃到110℃范围内测量，重复两到三次，频率特性分析(Solartron,1260)参数100-500mV
，到Hz 频率范围，Au ／Li 10GeP 2S 12／Au 电池的循环伏安图采用-0.5至5.0V ，25℃，扫描速率1mV/s，电子电导由Hebb-Wagner 极化法测量。
电性能分析测试，阴极为LiCoO2和Li 10GeP 2S 12涂覆的LiNbO 3，LiNbO 3采用沸腾床涂覆一层LiCoO 2粉，LiNbO3涂覆的LiCoO2和Li 10GeP 2S 12按70∶30质量比用涡旋混合器混合5min ，LiCoO 2／Li 10GeP 2S 12／In 电池装置在铟板上（Nilaco ，厚度0.1mm ，直径10mm ）作为阳极，电池电化学性能取决于TOSCAT-3100 (Toyo System)，在25℃下，外加电流14mA/g，循环试验实现1.9到3.6V 。