基于锂金属负极的全固态电池是一种极有前途的新一代储能技术，但目前仍存在电流密度低、循环寿命短等缺点。同时，由于缺乏对锂-固界面失效机理，特别是导致界面失效的基本原子过程的了解，进一步阻碍了锂金属负极的研究。

近日，美国马里兰大学帕克分校莫一飞教授报道了利用大规模分子动力学模拟技术，通过明确考虑关键的基本原子过程和界面原子结构，首次对固体电解质上锂的剥离和电镀过程进行了原子学模拟研究。

文章要点

1）模拟结果显示，界面失效开始于纳米孔径的形成，同时研究人员观察了锂循环过程中界面结构、锂扩散、粘着能和外加压力对界面失效的影响。

2）研究人员通过在模拟中系统地改变固态锂电池的参数，以映射施加压力和界面附着能的参数空间，这些参数空间可抑制循环过程中的界面失效，从而指导固态电池的选择。

该研究建立了锂离子剥离和电镀过程的原子模型，并预测了固态锂金属电池未来研究开发的最佳固体界面和新策略。

参考文献

Menghao Yang, et al, Interfacial Atomistic Mechanisms of Lithium Metal Stripping and Plating in Solid-State Batteries, Adv. Mater. 2021

DOI: 10.1002/adma.202008081

https://doi.org/10.1002/adma.202008081