陆俊/李泽珩/林展AM：还原气体触发正极表面重构实现稳定的正极-电解质界面

正极材料与硫化物固体电解质（SE）之间的界面相容性是全固态锂离子电池（ASSLB）电化学性能的关键限制因素。

在此，浙江大学陆俊、李泽珩，广东工业大学林展团队提出了一种新方法：开发了气固界面还原反应（GSIRR）。这种 GSIRR 工艺旨在通过在层状氧化物正极表面原位生成金属氧化物来诱导表面重建层 (SRL)，从而减轻表面氧的反应性。实验结果表明，与硫化物 SE 的界面副反应大大减少，从而显著降低了界面电阻。通过在钴酸锂（LCO）正极上应用 SRL（CoO/Li₂CO₃），发现该改性产生了令人印象深刻的结果，包括高容量（149.7 mAh g^-1）、优异的循环能力（在 0.2C 下循环 400 次，保持率为 84.63%）、出色的倍率性能（在 2C 下为 86.1 mAh g^-1），以及在 ASSLB 内的高负载证极（28.97 和 23.45 mg cm^-2）中的稳定性。

此外，SRL CoO/Li₂CO₃ 还增强了 LCO 和 Li₁₀GeP₂S₁₂ 以及 Li₃PS₄ SE 之间的界面稳定性。值得注意的是， GSIRR 机制不仅可以广泛应用于 LCO 正极，还可以应用于 LiNi_0.8Co_0.1Mn_0.1O₂ 正极以及 H₂S 和 CO 等其他还原性气体。

图1. SRL-LCO 的形成和合成途径

总之，该工作实现了一种基于GSIRR的简单而高效的表面重建方法。这种方法在LCO正极上形成了SRL层，取得了显著的成果。具体而言, CoO/Li₂CO₃SRL层具有双重作用：首先，它减轻了正极中氧或其他成分产生的高电子能级的不利影响，防止对硫化物SE造成伤害。其次，它能建立一个有利的离子传输层，有效消除极化问题。因此，SR-LCO/LPSCL/Li-In ASSLB电池实现了卓越的电化学性能，包括更高的初始放电容量、出色的长循环性能、更好的速率性能和更低的电阻。

此外，应用于LCO的CoO/Li₂CO₃SRL层在稳定LGPS和LPS的界面方面也发挥了重要作用。更重要的是，GSIRR工艺已成功扩展到在NCM811上原位形成NiO，从而增强了NCM811的循环稳定性。因此，该方法能以经济高效的方式大大提高全固态锂电池中正极/负极界面的兼容性。

图2. 通用性和可拓展性

Reducing Gases Triggered Cathode Surface Reconstruction for Stable Cathode-Electrolyte Interface in Practical All-Solid-State Lithium Batteries, Advanced Materials 2023 DOI: 10.1002/adma.202305748