在锂金属电池中,合理构建人工固体电解质界面(ASEI)可以使锂离子流动和电镀/剥离均匀化,从而增强电极-电解质界面的机械和电化学稳定性。中国科学院Li Chilin提出了一种有序的中孔粉末氧化磷酸锆(ZrOP),并通过在金属Li上刷涂ZrOP来构建具有Li离子导电性的ASEI。
本文要点:
1) 在Li阳极循环过程中,ZrOP中P诱导的非晶化可以加速锂化反应,并促进ASEI中含P的Li离子导体和LiF畴的产生。ASEI的电化学活化具有促进的离子导电性和互连的多孔网络,从而有利于Li金属晶粒(尺寸≈10µm)的均匀成核和生长,并有利于在长期的Li电镀和剥离过程中抑制Li枝晶和体积膨胀。
2) ZrOP改性的Li对称电池能够在1 mA cm−2下实现超过1600小时的长寿命,基于LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2(NCM811)的全电池具有至少300次循环的稳定性,并且在1 C下的容量保持率为80%。改性的薄锂箔(厚度为40µm)阳极还能够实现基于高负载NCM811阴极的多层软包电池,该电池具有稳定的循环和超过1 Ah的可逆容量。
Yuping Gu et.al Electrochemical Activation of Ordered Mesoporous Solid Electrolyte Interphases to Enable Ultra-Stable Lithium Metal Batteries Adv. Energy Mater. 2023
DOI: 10.1002/aenm.202302174
https://doi.org/10.1002/aenm.202302174