​MIT李巨教授AM：超薄硅化锂夹层稳定固态锂金属电池

采用锂金属（LiBCC）负极和固态电解质（SE）的全固态电池正在积极开发中。然而，由于电化学和机械不稳定，不稳定的SE/LiBCC界面阻碍了它们的运行。

图1. ASSB中Li_3.75Si-CNT夹层的LiBCC沉积机制

麻省理工学院李巨等展示了一种超薄的纳米多孔混合离子和电子导体（MIEC）夹层（3.25 um），它可以调节LiBCC的沉积和剥离，并作为Li⁰原子形成、LiBCC成核以及离子和电子在SE/LiBCC界面长距离传输的3维支架。

这种MIEC夹层由硅化锂和碳纳米管组成，对LiBCC具有热力学稳定性，并具有高度亲锂性。此外，它的纳米孔（<100纳米）将沉积的LiBCC限制在LiBCC表现出”越小越软”的尺寸依赖性塑性的尺寸体系中，由扩散变形机制支配。

图2. 基于Li_3.75Si-CNT存在的界面研究

因此，LiBCC仍然足够柔软，不会在接触中机械地穿透SE。进一步沉积后，LiBCC在集流体和MIEC夹层之间生长，不直接接触SE。

因此，以Li_3.75Si-CNT/LiBCC箔为负极、LiNi_0.8Co_0.1Mn_0.1O₂为正极的全电池显示出207.8 mAh g^-1的高比容量、92.0%的初始库仑效率、200次循环后88.9%的容量保持率（几十次循环后库仑效率达到99.9%），以及出色的倍率能力（5C下76%）。

图3. 使用Li_3.75Si-CNT MIEC夹层的全电池的电化学性能

Ultra-Thin Lithium Silicide Interlayer for Solid-State Lithium-Metal Batteries. Advanced Materials 2023. DOI: 10.1002/adma.202210835