Nano Energy：一种简便、低成本的湿化学人工界面工程助力石榴石基固态锂金属电池

固态锂金属电池（SSLMBs）被广泛预测为下一代高能量密度电池的“推动者”。为了实现这一目标，固体电解质（SEs）和锂金属负极均是关键。富Li石榴石SEs用于SSLMBs具有许多独特的优点，如高的锂离子电导率、优异的机械、化学和电化学性能。然而，石榴石基SSLMBs存在难以解决的界面问题，包括接触不良导致的高界面阻抗和枝晶导致的快速短路，这极大地阻碍了它们的实际应用。

近日， 清华大学唐子龙教授 提出了一种简易、低成本的人工界面工程来改善Li/SEs界面。

文章要点

1 ） 得益于异丙醇InCl ₃ 溶液在Li _6.4 La ₃ Zr _1.4 Ta _0.6 O ₁₂  (LLZTO)表面的良好润湿性，InLi _x 和LiCl之间形成了一个均匀、紧密结合的亲锂界面。

2 ） 实验结果显示，界面阻抗从189降低到10 Ω，LLZTO的临界电流密度从0.2 mA cm ^-2 增加到0.7 mA cm ^-2 。在0.2 mA cm ^-2 的电流密度下，Li/Li对称电池可稳定工作4000 h以上。在0.45 mA cm ^-2 的较高电流密度下，循环超过1000 h后没有观察到明显的Li枝晶生长和界面接触不良。

3 ） 基于LiFePO ₄ 正极的全电池表现出优异的电化学性能，475次循环后0.5 C可逆容量为127 mAh g ^-1 ，1 C倍率容量为101 mAh g ^-1 。这种有效、简单、经济的构建Li/SEs人工界面的湿化学策略为解决其他固体电解质膜的界面问题提供了一种新的途径。

参考文献

Jin Leng, Hongmei Liang, Huaying Wang, Zunqiu Xiao, Shitong Wang, Zhongtai Zhang and Zilong Tang, A facile and low-cost wet-chemistry artificial interface engineering for garnet-based solid-state Li metal batteries, Nano Energy, 2022

DOI：10.1016/j.nanoen.2022.107603

https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2022.107603