复旦AFM：基于无机电解质的全固态电池能否触发电容行为？

最近对基于无机固态电解质（ISEs）的全固态电池（ASSBs）的研究已经将能量密度提高到了一个更高的水平。然而，它的商业化仍然被许多内在的限制所延迟，其中快速充电能力没有被充分提及。尽管少数精心挑选的电解质加上电极可以提供极高的倍率，但仍然缺乏倍率改进策略。

复旦大学孙大林、宋云、王飞、方方等首次展示了一种引入液态金属的新颖有效的策略来触发ASSBs中的电容行为。

图1 Sb和GaSb电极中固-固界面和液态Ga填充界面之间的差异

如果在ASSBs中创造局部液体模拟环境，是否可以触发电容行为？为此，作者采用了具有转移电子能力的液态金属（LM）来模仿局部的液体环境，以弥补阴离子的不足，并且讨论了有效刺激ASSBs中电容行为的详细标准。结果，作者提出了快速的Li⁺/e导电性和短的传输距离是诱导ASSBs中电容行为的两个最重要的标准。

图2 反应动力学研究

综合实验表征深刻地表明，当且仅当电极中存在LM Ga时，才会诱发电容行为。结果，在基于ISE的ASSB中首次实现了73%的高电容贡献。由于电容行为带来的快速动力学和良好的固相接触，倍率容量达到了高地（在5C下实现了81%的容量保持率），循环性能也表现出令人满意的结果（在1C下可循环800次，容量衰减低至每循环0.02%）。

此外，液态金属诱导的电容行为在ASSBs中的普遍性在多种活性材料中得到了进一步验证。因此，这项工作提供了对电容行为起源的基本理解，并为快充ASSB开辟了一条新的途径。

图3 GaSb的循环和倍率性能

Could Capacitive Behavior be Triggered in Inorganic Electrolyte-Based All-Solid-State Batteries? Advanced Functional Materials 2022. DOI: 10.1002/adfm.202205667

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