全固态锂电池（ASSBs）经常会因为锂枝晶而产生短路。近日，美国加州大学圣地亚哥分校Ping Liu报道了一种无锂的3D负极设计以解决ASSBs的短路问题。在控制石墨负极和锂金属氧化物正极容量比的情况下，研究人员利用石墨和硫代磷酸锂固体电解质的3D骨架形成的孔隙来诱导锂金属沉积。

文章要点

1）通过促进锂沉积远离负极复合材料和固态电解质层之间的界面，这种设计的电极可以显著缓解电池的短路问题。3D负极设计结果显示，在对称电池中，与平面锂金属电极相比，临界电流密度增加了3倍。此外，采用3D负极和LiNi_0.85Co_0.10Al_0.05O₂（NCA）正极的无锂全固态电池与基准电池相比，循环寿命和库仑效率也得到了很大的提高。

这种电极设计为实现高能量密度、长寿命和低成本技术提供了一条极有前途的途径。

参考文献

Xing Xing, et al, Graphite-Based Lithium-Free 3D Hybrid Anodes for High Energy Density All-Solid-State Batteries, ACS Energy Lett. 2021

DOI: 10.1021/acsenergylett.1c00627

https://doi.org/10.1021/acsenergylett.1c00627