空间电荷层（SCL）通常被认为是全固态锂离子电池（ASSLIBs）中缓慢的界面锂离子传输的起源之一。然而，实现SCL对硫基锂离子输运界面影响的原位可视化仍是一个很大的挑战。最近，有研究报道了将分段检测器差分相衬STEM（DPC-STEM）技术用于重建电场矢量图和电荷密度图，其空间分辨率高于和不受EH-TEM26施加的样品几何形状的限制，从而提供了解决ASSLIBs中这一具有挑战性问题的新方法。

近日，中科院青岛能源所崔光磊研究员，马君副研究员，天津理工大学罗俊教授，Chao Li报道了通过使用原位DPC-STEM技术研究工作中的硫化物基ASSLIB在电极/电解液界面上的净电荷密度分布，以实现直接观察由SCL产生的界面锂离子积累。

文章要点

1）为了排除界面反应和不良接触对锂离子输运的影响，研究人员合理设计了具有高正极/电解液界面稳定性和良好接触性的高压LiCoO₂(LCO)/硫银锗矿Li₆PS₅Cl (LPSCl)/In-Li ASSLIBs。

2）通过原位DPC-STEM技术和有限元方法(FEM)模拟，研究人员进一步展示了一种内置电场和化学势耦合策略，以减少SCL效应，并促进锂离子在硫化物基复合物电极/电解液界面的输运。

该研究提供的对SCL对ASSLIBs中界面锂离子迁移的影响的原位可视化结果有望显著提高人们对ASSLIBs中SCL机制的基础科学认识，从而促进储能技术的发展。

Wang, L., Xie, R., Chen, B. et al. In-situ visualization of the space-charge-layer effect on interfacial lithium-ion transport in all-solid-state batteries. Nat Commun 11, 5889 (2020).

DOI：10.1038/s41467-020-19726-5

https://doi.org/10.1038/s41467-020-19726-5