东方理工孙学良/王长虹团队JACS：新技术打破全固态锂-碲电池应用壁垒，稳定循环13000次|世界动力电池大会|东方理工|全固态锂|孙学良|正极|王长虹|离子|纳米

近日，宁波东方理工大学讲席教授、中国工程院外籍院士孙学良，宁波东方理工大学助理教授王长虹团队在国际顶级期刊《美国化学会志》（Journal of the American Chemical Society）上发表研究成果。研究团队首次系统探索了全固态锂-碲（Li-Te）电池在低外压下的电化学性能与可持续回收策略，为高能量密度、高安全性和可循环利用的下一代固态电池开辟了全新路径。

硫族正极体系因其高能量密度而受到越来越多的关注。其中，碲（Te）元素兼具接近金属的高电子导电性、锂化后的高离子导电性以及优异的高体积容量。然而，全固态锂-碲电池，尤其是在低外压条件下的研究仍相对空白。因此，如何实现高性能全固态锂-碲电池并解决碲成本较高的问题，成为关键所在。

核心创新点

突破性材料设计：

超高活性物质含量复合正极

研究团队通过高能球磨工艺，成功构建了碲含量高达91 wt% 的纳米复合正极材料Te91@LPSC-350。该材料中，约10 nm的Te纳米晶粒均匀嵌入非晶态LPSC（Li5.5PS4.5Cl1.5）基体中，实现了优异的离子-电子双传导网络，显著提升了固-固界面的反应动力学。

极致电化学性能：

13000次循环，2.5 MPa实现1100 Wh L-1能量密度

理论容量100%释放：在0.25 mA cm-2下实现420 mAh g-1的理论比容量；

超长循环寿命：在12.5 mA cm-2高电流密度下稳定循环13000次，容量保持率达86%；

超高面容量：在55 mg cm-2超高载量下，面容量高达21 mAh cm-2；

低压力运行：在仅2.5 MPa的低堆叠压力下，软包电池仍实现1100 Wh L-1的体积能量密度，200次循环后容量保持81%；

低温适应性强：在-10°C低温下仍可输出4.6 mAh cm-2的高面容量。

绿色可持续：

碲的100%选择性气化回收

研究团队首次提出并验证了一种基于碲低温升华特性的气化-冷凝回收工艺。在温和温度（455-680℃）下，碲可被高效回收，回收率高达98 wt%，纯度超过99.8 wt%。回收后的碲材料在重新组装电池后，性能几乎无衰减，展现出极佳的可持续性与经济性。

该研究不仅填补了全固态锂-碲电池在固态体系中的研究空白，更通过绿色回收技术有效解决了碲资源稀缺与成本问题，同时验证了其在低外压、低温等极端条件下的实用性。这一技术路线有望广泛应用于高安全电动交通、便携电子设备、极端环境储能等领域，推动固态电池从实验室走向产业化。

宁波东方理工大学为论文第一完成单位，孙学良和王长虹为论文通讯作者，宁波东方理工大学博士后桑君武、副研究员刘泊瑞、科研助理蒋山山为共同第一作者。

相关论文信息：

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.5c23309

孙学良

中国工程院外籍院士、加拿大皇家科学院院士、加拿大工程院院士、加拿大西安大略大学终身教授、加拿大国家首席科学家、Electrochemical Energy Reviews创刊主编；现任宁波东方理工大学讲席教授，物质与能源研究院院长，主要从事固态电池、锂离子电池和燃料电池基础和应用研究，近年来在新型卤化物固态电解质及其全固态电芯开发方面做出了一系列原创性成果。