全固態鋰電池（ASSLB）通過使用不易燃的無機固體電解質，顯著提高了當今鋰離子電池的安全性和能量密度，固體電解質在ASSLB方面起著關鍵作用。由于具有優異的離子傳導性和機械性能，硫化物基固體電解質是最有希望的電解質之一，幾種硫化物電解質的離子電導率與有機液體電解質的離子電導率相當或甚至更高，使得全固態鋰離子電池具有非常高的循環和速率性能。然而，在這些ASSLB中通常使用非常厚的固體電解質（~0.5-1.0mm），使得這些ASSLB的電池級能量密度仍限于<200Wh/kg，低于商業化鋰離子電池的能量密度。

全固態電池制備步驟：

Figure1.具有薄硫化物電解質、正極支撐的全固態電池制造的示意圖。

將活性材料與氣相生長碳纖維（VGCF）和LPS電解質按重量比為75:10:15混合以制備正極。Li2S在正極復合材料中的含量為43.4wt％，這是所有報道的基于Li2S正極的全固態電池中的最高值。首先，將得到的正極粉末與聚四氟乙烯（PTFE）粘合劑混合，在研缽中研磨，然后卷成薄片，將制備好的正極薄膜冷壓到SS網狀集電器上。其次，通過將甲苯中LPS懸浮液滴加到Kevlar非織造支架中，隨后在真空下干燥過夜來制備薄電解質層。最后，將LPS-Kevlar電解質冷壓在正極膜上，將薄的Li金屬附著到固體電解質的頂側以形成全固態全電池。值得注意的是，本文中LPS與Li不是熱力學穩定的，而是通過形成鈍化界面來實現界面穩定性。這種全固態電池的示意圖如圖2所示。

Figure2.正極支撐的全固態Li-Li2S電池的示意圖。

Figure3.（a,b）SS網的光學照片和SEM圖像；（c,d）SS-Li2S復合正極的光學照片和SEM圖像；（e,f）Kevlar非織造支架的光學照片和SEM圖像；（g）Li3PS4電解質懸浮液；（h）Li3PS4從懸浮液中干燥之后SEM圖像；（i,j）Li3PS4-Kevlar電解質的光學照片和SEM圖像；（k,l）SS網負載正極和Li3PS4-Kevlar電解質的光學照片和SEM圖像。

全固態電池電化學性能：

與傳統的液態Li-Li2S電池不同，在充放電過程中僅觀察到一個平臺。在轉化反應過程中沒有形成多硫化物，這完全解決了液態Li-Li2S電池中的穿梭效應。在隨后的循環過程中，過電位降低，但與使用LiCoO2作為正極的電池相比仍然存在較大差距。大過電位的可能原因包括：在正極復合材料中添加PTFE粘合劑和電解質的離子電導率低。結果表明，使用SS網集流體有效地提高了Li2S的機械完整性，以應對正極在充放電過程中巨大的體積變化。進一步測試了增加Li2S載量之后電池的電化學性能，具有不同Li2S載量的電池的初始放電容量相似，但高Li2S載量的電池表現出更快的容量衰減。

Figure6.（a-c）在25℃的溫度下，Li2S載量分別為（a）3.82，（b）5.10，和（c）7.64mg/cm2正極支撐的全固態Li-Li2S電池在0.05C的倍率下充放電曲線；（d）不同Li2S載量正極支撐的全固態Li-Li2S電池的循環性能；（e）具有不同Li2S載量正極支撐的全固態Li-Li2S電池的電池水平能量密度。