贺艳兵/柳明EEM：多功能界面层设计，实现室温稳定固态锂金属电池！

Li_1.3Al_0.3Ti_1.7(PO₄)₃(LATP)与锂负极之间的接触不良和副反应导致锂沉积不均匀和高界面阻抗，这大大阻碍了LATP在高能量密度固态锂金属电池中的实际应用。

清华大学深圳研究生院贺艳兵、柳明等将强铁电材料BaTiO₃（BTO）引入到聚（偏氟乙烯-三氟乙烯-氯三氟乙烯）[P(VDF-TrFE-CTFE)]（记为B-TERB）中，作为高离子传导性界面层，开发了一种多功能的界面层。

图1. 锂沉积的示意

该界面层不仅可以诱导锂离子的均匀和横向沉积，而且还可以减少锂/LATP的界面阻抗并抑制副反应。铁电B-TERB夹层表现出自发的偶极矩，在电池的电场中可以反转，产生一个反极化电场，反极化电场可以中和局部集中的电场，以缓解 “尖端效应”，并使锂离子分布均匀，从而实现沿其表面的水平锂沉积。

因此，锂尖端的消除与B-TERB夹层的均匀锂离子传输相结合，有效地抑制了锂枝晶的生长，并避免了它们与LATP发生副反应，从而确保在长时间的循环中具有良好的固态电池性能。

图2. 对称电池性能

结果，在室温（RT）条件下，Li/LATP@B-TERB/Li对称电池可以在0.2 mA cm^-2条件下稳定循环1800小时，在0.5 mA cm^-2条件下稳定循环1000小时。此外，在RT下的LiFePO₄(LFP)/LATP@BTERB/Li全电池也表现出优秀的循环性能，在0.5C下可循环250次。总体而言，这项工作为匹配陶瓷电解质的先进全固态电池提供了通用的界面设计策略。

图3. 全电池性能

Engineering Ferroelectric Interlayer between Li1.3Al0.3Ti1.7(PO4)3 and Lithium Metal for Stable Solid-State Batteries Operating at Room Temperature. Energy & Environmental Materials 2022. DOI: 10.1002/eem2.12531

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