石榴石型固态电解质(SSE)有望用于下一代高能量密度锂金属电池。然而,一个亟待解决的问题是锂负极与石榴石SSE之间存在不良物理接触界面以及由此产生的高界面电阻。
有鉴于此,五邑大学Zheng Liu,彭章泉教授,中科院上硅所刘建军研究员报道了通过使用掺杂0.5 wt%的Na的Li金属(Li*)并将Li*熔铸到石榴石SSE表面上来解决Li∣石榴石界面存在的问题。
文章要点
1)研究人员使用Li6.4La3Zr1.4Ta0.6O12(LLZTO)作为模型SSE进行机理研究,结果表明,很难去除驻留在新抛光的LLZTO颗粒晶界内的Li2CO3,并阻碍了润湿过程。而Li*熔体可以将Li2CO3从LLZTO晶界相转移到Li*的表面上,因此有利于润湿过程。
2)所获得的Li *|LLZTO具有低的界面电阻,高倍率能力和长循环寿命,并且可以应用在未来的全固态电池(例如,Li*|LLZTO|LiFePO4)。
Xingjie Fu, et al, A High-Performance Carbonate-Free Lithium|Garnet Interface Enabled by a Trace Amount of Sodium, Adv. Mater. 2020
DOI: 10.1002/adma.202000575
https://doi.org/10.1002/adma.202000575