物理所吴凡Nano Energy：通过固相钝化实现无枝晶全固态锂金属电池

锂金属基全固态电池（ASSB）具有更高的能量和功率密度，是最有前景的储能技术。然而，锂/固态电解质（SE）界面的界面反应和锂枝晶向SE的渗透将导致锂金属基ASSB的库仑效率（CE）较低、短路、安全隐患和循环寿命变差。

中科院物理所吴凡等基于固固结合反应，开发了一种高效表面改性的固相钝化（SPP）方法，为硫化锂正极基ASSB的开发提供了新思路，并有望实现大规模锂金属正极保护。

研究显示，通过CuF₂-PVDF-HFP与锂金属之间的原位反应，采用滚压技术可有效形成包含Li−Cu微观结构的富LiF多功能钝化层。CuF₂的引入缩短了基于PVDF-HFP的钝化剂与锂金属的反应时间，并降低了能耗。

图2. 对称性能

因此，带有钝化人工SEI的对称ASSB电池在室温下的临界电流密度（CCD）可达3.7 mA cm^-2，并可在0.5 mA cm^-2的电流密度下稳定循环1000小时。此外，LiCoO₂/Li₆PS₅Cl/Li ASSB在 1.0 mA cm^-2电流密度下可稳定循环超过300次，并具有稳定的库仑效率。因此，这项研究为制备具有高界面能和有效抑制锂枝晶能力的人工SEI提供了一种策略。

图3. ASSB全电池性能

Dendrite-Free Lithium-Metal All-Solid-State Batteries By Solid-Phase Passivation. Nano Energy 2023. DOI: 10.1016/j.nanoen.2023.108922

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物理所吴凡Nano Energy：通过固相钝化实现无枝晶全固态锂金属电池

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