深入了解正极材料的表面机理，例如充电/放电时的结构转化以及化学和机械稳定性，对于设计未来的先进固态锂电池（SSLB）至关重要。近日，通过原位原子力显微镜监控，中科院化学研究所的Rui Wen教授课题组研究了工作的SSLB内部LiNi_0.5Co_0.2Mn_0.3O₂正极颗粒表面的动态演化过程。

本文要点：

1.    实时成像了具有无机-有机杂化结构的阴极界面层的动态形成过程，以及通过原位扫描Derjaguin-Muller-Toporov模量对其力学性能的演变进行了实时成像。

2.    在循环的不同阶段详细确定了正极相间层的不同成分，例如LiF，Li₂CO₃和特定的有机物质，这些成分可以直接与电池的阻抗建立相关。

3.    过渡金属的迁移和新相的形成会进一步加剧SSLB的降解。相对稳定的阴极相是提高SSLB性能的关键。

4.    本文的发现为阴极相间层的表面形态，化学成分和机械性能的动态演变提供了深刻的见解，这对于SSLB的性能优化至关重要。

参考文献：

Hui-Juan et al. Dynamic Evolution of a Cathode Interphase Layer at the Surface of LiNi_0.5Co_0.2Mn_0.3O₂ in Quasi-Solid-State Lithium Batteries. J. Am. Chem. Soc., 2020.

DOI: 10.1021/jacs.0c09602

https://doi.org/10.1021/jacs.0c09602