​北理陈人杰AM：室温构建混合导电层，稳定固态电解质/锂界面

由于高离子传导性，石榴石型Li_6.4La₃Zr_1.4Ta_0.6O₁₂（LLZ）电解质一直是高性能固态电池有希望的候选者，而它的应用却受到界面问题的阻碍。尽管利用功能性涂层和熔融锂有效地解决了LLZ与锂金属的界面相容性问题，但它带来了高成本、高危险性和结构破坏等问题。

图1. RT-MCL的作用及优势

北京理工大学陈人杰等引入了一种新的冷粘接策略来构建作为LLZ/Li中间相的混合导电层（MCL）。这种新的方法是基于预先沉积的InN层和锂金属负极在室温下的原位转换反应。

室温下形成的MCL（RT-MCL）不仅改善了LLZ/Li界面的接触，实现了均匀的锂离子流量分布，诱导了均匀的Li沉积，而且还减少了界面的副反应，稳定了LLZ/Li界面，保护了LLZ的体结构。

更重要的是，这种原位冷键合策略可以在室温下实现LLZ与Li的键合，避免了常用的熔融Li在高温下形成MCL（HT-MCL）。与使用熔融Li相比，在室温下使用固体Li可以有效消除高温下处理Li的安全问题，提高样品制备的可操作性，降低能耗，为保持LLZ的界面稳定性和结构完整性做出突出贡献。

图2. 电化学性能研究

结果，基于RT-MCL-LLZ的对称锂电池的临界电流密度（CCD）高达1.8 mA cm^-2，并且电池显示出稳定的循环性能和在0.5 mA cm^-2下超过2000小时的小滞后电压。此外，Li/RT-MCL-LLZ/LiFePO₄全电池在室温下0.2C（1C=170 mAh g^-1）条件下循环100次后，保持了高度可逆的容量（>160 mAh g^-1）。

这些优异的电化学性能表明，通过冷接构建的RT-MCL对于优化LLZ电解质和锂金属负极之间的界面结合性具有显著的效果。

图3. 循环后RT-MCL-LLZ电解质的表征

Constructing uniform and stable mixed conductive layer to stabilize the solid-state electrolyte/Li interface by cold bonding at mild conditions. Advanced Materials 2023. DOI: 10.1002/adma.202212096