基于无机固体电解质的全固态锂电池被认为是电化学储能应用的一个可行的选择。然而，由于长时间的电池循环和电极/固体电解质界面上的不良反应，金属锂的应用受到了与苔藓状和枝晶状锂形貌生长相关问题的严重阻碍。在这一背景下，锂-铟（Li-In）合金等合金材料因其(电)化学稳定性而被广泛应用于实验室规模，然而，尚没有关于其形态稳定性的深入研究。

近日，清华大学张兴教授，桂林电科院Lingyun Zhu报道了在大电流（3.8 mA cm⁻²）和高负载（4 mAh cm⁻²）下对全电池（Li-In|LPSC1|LNO@NCM622）进行循环，以研究硫化物电解质和Li-In负极之间的界面稳定性。

文章要点

1）出乎意料的是，电池在将近900次充放电循环后出现了短路，这与使用锂金属负极的情况类似。

2）结合扫描电子显微镜（SEM）和能量色散X射线能谱（EDX）分析，研究人员观察到Li-In在Li₆PS₅Cl（LPSCl）固体电解质中的枝晶生长，从而导致容量迅速衰减和随后的电池失效。

3）研究人员通过扫描电子显微镜（STEM）、电子能量损失谱（EELS）、拉曼光谱、X射线光电子能谱（XPS）和从头计算分子动力学（AIMD）模拟，揭示了Li-In枝晶生长的内在机制。此外，比较了Li和Li-In枝晶在形态和生长机制上的差异。

参考文献

Luo, S., Wang, Z., Li, X. et al. Growth of lithium-indium dendrites in all-solid-state lithium-based batteries with sulfide electrolytes. Nat Commun 12, 6968 (2021).

DOI：10.1038/s41467-021-27311-7

https://doi.org/10.1038/s41467-021-27311-7