固态电解质已成为安全和能量密集的锂金属电池的圣杯,但仍面临着锂枝晶传播和界面不相容性的重大挑战。鉴于此,悉尼大学Yunlong Zhao等应用界面工程方法在固态电解质和锂金属负极之间引入电子整流相间。整流行为抑制了电子渗透到电解质中,从而导致有效的枝晶还原。
本文要点:
(1)该界面由p-Si/n-TiO2结和外部Al层组成,使用多步骤溅射沉积技术在石榴石颗粒表面形成。通过片上器件的不对称I–V响应研究了电子整流行为,并通过对芯块的电子电导率测量,通过一个数量级的较低电流响应进一步证实了这一点。
(2)Al层有助于界面相容性,这从亲锂表面和降低的界面阻抗得到了验证。通过锂对称电池进行的电化学测量显示,寿命从几十小时显著提高到两个多月。通过X射线计算机断层扫描对固态电解质的3D重建形态观察到Li枝晶传播行为的减少。
Rectifying interphases for preventing Li dendrite propagation in solid-state electrolytes, Energy Environ. Sci. 2023, Advance Article
DOI: 10.1039/D2EE04006A
https://doi.org/10.1039/D2EE04006A