桥接锂金属和硫化物固体电解质的稳定界面设计对于全固态锂金属电池的实际应用至关重要。在此,延世大学Yoon Seok Jung研究了LiF、Mg和多组分MgF2超薄夹层的形成和演变,并且每一层都是通过热蒸发沉积制备的。
本文要点:
1) 作者发现,LiF和Mg未能提高电池性能,并且在电池制造过程中,LiF特别容易受到外部压力的影响,导致严重的电流收缩,而Mg沉积导致形成富锂固溶体。此外,在30°C下,MgF2涂层在Li|Li6PS5Cl|Li对称电池(长达2000小时)和LiNi0.70Co0.15Mn0.15O2|Li6PS5Cl|Li全电池(800次循环后容量保持率为82%)中都表现出优异的性能。
2) 这些结果归因于通过转化反应原位形成LiF和LixMg纳米颗粒,在经过重复循环后,转化反应在界面上保持稳定性和固定位置,并确保界面Li+通量均匀。
Haechannara Lim et.al Rationally Designed Conversion-Type Lithium Metal Protective Layer for All-Solid-State Lithium Metal Batteries Adv. Energy Mater. 2024
DOI: 10.1002/aenm.202303762
https://doi.org/10.1002/aenm.202303762