AEM：常温低压无负极全固态电池

无负极全固态电池（ASSB）因其卓越的能量密度和安全性以及材料的经济性是下一代电动汽车的目标。然而，由于采用了无负极结构，锂沉积（脱出）反应动力学迟缓，而且会形成界面空隙，因此要在室温和低压条件下同时运行电池并非易事。

在此，首尔国立大学Jang Wook Choi、现代汽车公司Samick Son团队开发了一种无负极保护层，使硫化物基 ASSB 能够在室温和低压（2 MPa）条件下工作。

该保护层由一层镁薄膜组成，可促进锂（脱）沉积的可逆性，并在室温下具有相当大的容量。此外，在镁层下面还采用了额外的 Ti₃C₂T_x MXene 缓冲层，以引入低压操作所需的延展性，使得电池即使在2MPa的低压下也可通过抑制空隙的形成来维持电解质-电极界面。

图1. 电池性能

总之，该工作报告了一种双层薄膜，作为硫化物无负极ASSB的保护层。由于镁的锂化能垒较低，选择了镁作为上层，使电池能在室温下工作。

由于单独的镁层无法适应锂沉积和剥离过程中电极的体积变化，因此在其下方集成并插入了韧性 MXene 层，以释放机械应力，从而使电池能够在低压（即 2 MPa）下运行。

二维和三维微观结构分析证实，高延展性双层结构可通过缓冲应力来维持电极-电解质界面。因此，该策略可使无负极 ASSB同时在室温和低压下工作。

图2. 电极-电解质界面的X射线显微镜 (XRM) 和微计算机断层扫描 (µCT)

Anode-Less All-Solid-State Batteries Operating at Room Temperature and Low Pressure, Advanced Energy Materials 2023 DOI: 10.1002/aenm.202301508

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