AEM：揭示锂金属和固态电解质间界面的生长机制

具有高离子电导率和适当机械性能的钙钛矿是有前景的固态电解质（SSEs），可以替代目前锂离子电池中的液态电解质。然而，它们在全固态电池中的实际应用仍然由于低临界电流密度和对电极的差界面稳定性而受到阻碍。

图1. Li₂S-P₂S₅-B₂S₃电解质的制备示意

宁波大学林常规、奥尔堡大学Yuanzheng Yue等通过球磨和熔融淬火策略，开发了一系列优越的SSE，即Li₂S-P₂S₅-B₂S₃电解质。与室温下的二元Li₂S-P₂S₅ SSE相比，所制备的SSE显示出更高的离子电导率（0.83 mS cm^-1）、更大的临界电流密度（1.65 mA cm^-2）和更长的无短路循环寿命。在电荷转移的界面电阻逐渐增加的情况下，其获得了300小时的长锂剥离/沉积循环寿命。

图2. 循环性能研究

此外，作者通过现场电化学阻抗光谱、深度探测XPS和原位拉曼光谱，揭示了SSE和锂金属之间的演变机制。研究显示，结构和化学异质性被发现是界面持续演变的主要来源。由此产生的”类似多层马赛克”的夹层有利于抑制锂枝晶的生长，从而延长了全固态锂离子电池的寿命。此外，该工作中开发的SSE的制备技术对于扩大生产规模是可行的。

图3. 界面演化分析

Unveiling the Growth Mechanism of the Interphase between Lithium Metal and Li2S-P2S5-B2S3 Solid-State Electrolytes. Advanced Energy Materials 2023. DOI: 10.1002/aenm.202204386

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AEM：揭示锂金属和固态电解质间界面的生长机制

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