崔光磊/Malachi Noked/马君AEM：高压硫化物固态电解质

高压全固态锂电池(HVASSLB)由于其理论上的高能量密度和安全性，被认为是便携式电子产品和电动汽车的发展方向。然而，硫化物固体电解质(SES)的电化学稳定性有限，阻碍了HVASSLB的实现，导致相间动力学缓慢。

近日，中国科学院青岛生物能源与生物工艺技术研究所崔光磊（通讯作者），马君(通讯作者)和宜兰大学Malachi Noked（通讯作者）等人在材料研究顶级期刊Adv. Energy Mater.上发表了题为”Bidirectionally Compatible Buffering Layer Enables Highly Stable and Conductive Interface for 4.5 V Sulfide-Based All-Solid-State Lithium Batteries”的研究性论文。

双向兼容缓冲层设计示意图

作者提出了一种双向兼容的缓冲层设计方案，以克服硫化基HVASSLB的界面挑战。根据第一性原理计算和各种原位/非原位表征的结果，发现NASICON型LixZr₂(PO₄)₃与4.5 V LiCoO₂和Li₆PS₅Cl都表现出很好的相容性。这种相容性显著抑制了界面反应性，促进了界面锂离子的传输。

固态电解质结构表征

因此，4.5 V硫化基HVASSLB可以显著提高首次放电容量(143.3比125.9 mAh·g⁻¹)、容量保持率(100次循环后容量保持率为95.53%)。这项工作揭示了高速率硫化HVASSLB的广阔前景，为合理设计高性能硫化HVASSLB的界面和相间化学结构迈出了重要的一步。

原位拉曼分析

Bidirectionally Compatible Buffering Layer Enables Highly Stable and Conductive Interface for 4.5 V Sulfide-Based All-Solid-State Lithium Batteries (Adv. Energy Mater., 2021, DOI: 10.1002/aenm.202100881)

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