【固态】AFM: 石榴石型电解液基固态电池界面原子尺度结构的冷冻电镜研究

  高界面阻抗是固态锂金属电池 (SSLMB) 应用的主要障碍。因此，了解 SSLMB 中接口的原子级结构对其实际实现至关重要。然而，由于电池材料的束流敏感性，传统电子显微镜（ EM ）无法获取此类信息。在此， 燕山大学黄建宇、唐永福、张利强 利用低温 EM 揭示了石榴石电解质基 SSLMB 界面的原子尺度结构。

本文要点：

1)    富 LiF 的夹层与 Li 和 LLZTO 紧密接触，从而使 Li ⁺ 在界面上均匀传输，进而抑制了 Li 树枝晶的生长。因此，基于富 LiF 夹层的 Li 对称电池显示出 3.2 mA cm ^-2 的高临界电流密度，在 1 mA cm ^-2 的条件下，寿命超过 1800 个循环周期。

2)  此外，在高载量（约 12 mg cm ^-2 ）下，具有 LiNi _0.88 Co _0.1 Al _0.02 O ₂ 阴极的全电池在 1.2mA cm ^-2 的电流密度下达到 400 次循环周期，表明石榴石型 SSLMB 性能的巨大提升。该研究提供了对 SSLMB 界面的原子尺度理解，并为实际应用中设计无枝晶 SSLMB 提供了有效策略。

参考文献：

Dai, Q., Yao, J., Du, C., Ye, H., Gao, Z., Zhao, J., Chen, J., Su, Y., Li, H., Fu, X., Yan, J., Zhu, D., Zhang, X., Li, M., Luo, Z., Qiu, H., Huang, Q., Zhang, L., Tang, Y., Huang, J., Cryo-EM Studies of Atomic-Scale Structures of Interfaces in Garnet-Type Electrolyte Based Solid-State Batteries. Adv. Funct. Mater. 2022, 2208682.

DOI: 10.1002/adfm.202208682

https://doi.org/10.1002/adfm.202208682