浙大韩伟强/韩高荣EnSM：硝酸锂诱导的稳定全固态锂金属电池的富Li3N-LiF界面

全固态锂金属电池 (ASSLMB) 在高能量密度和增强安全性方面显示出巨大潜力。然而，无法控制的枝晶生长和有限的循环稳定性仍然阻碍了其实际应用。

在此，浙江大学韩伟强教授、韩高荣教授等人通过引入硝酸锂（LiNO₃）在聚（环氧乙烷）（PEO）基固体电解质和锂负极之间原位诱导了稳定的富含Li₃N-LiF的界面。

结合表面表征和分子动力学模拟研究表明，作者揭示了LiNO₃的添加促进了双（三氟甲基磺酰基）亚胺锂（LiTFSI）的分解，从而优先形成 LiF。富含 Li₃N-LiF的界面极大地改善了固体电解质和锂负极之间的界面接触，从而实现了均匀的锂沉积。

图1. 添加LiNO₃前后固态电解质的表征

添加LiNO₃后，PEO基电解质的临界电流密度可以提高到> 0.9 mA cm^-2的高值。同时与LiFePO₄正极结合组装的ASSLMB显示出优异的循环稳定性和库仑效率 (CE)，尤其是在0.5 C时，初始CE高达94.12%。

即使与高电位NCM111正极配对也可以提高电化学性能，在0.3 C下200次循环后容量保持率为91.4%。此外，这项工作从阻抗和过电位之间的关系的角度说明了ASSLMB中界面改性的重要性。

图2. 固态LiFePO₄电池的电化学性能

Stable All-Solid-State Lithium Metal Batteries with Li₃N-LiF-Enriched Interface Induced by Lithium Nitrate Addition, Energy Storage Materials 2021. DOI: 10.1016/j.ensm.2021.09.002

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