固态电解质对于将具有安全、高能量密度的锂（Li）金属负极用于下一代储能技术具有重要意义。然而，长期循环过程中局部电流密度不均匀，导致Li负极不稳定，从电解质中脱落，极大地阻碍了锂离子电池的实际应用。

近日，美国马里兰大学胡良兵教授，Eric D. Wachsman报道了提出了一种策略来解决Li金属负极和多孔石榴石电解质之间界面的电化学机械不稳定性。

文章要点

1）通过在多孔石榴石电解质表面沉积一层非晶态碳纳米涂层，研究人员成功地将Li金属限制在电解质孔内，而没有在电解质孔外形成层状和多孔的Li。在经过非晶态碳涂层沉积后，金属Li与石榴石电解质具有良好的润湿性。与无非晶态碳涂层的镀Li相比，其镀Li过程中的成核过电位得到了显著降低。此外，非晶态碳涂层同时具有电子和离子导电能力，这有助于均匀Li沉积，促进电子传输，并扩大Li离子还原的位置。

2）镀Li/剥离实验结果表明，在3 mA/cm²下循环500 h后，金属Li与石榴石电解质表现出良好的电化学-机械稳定性。而Li−S电池测试结果显示，石榴石骨架中的这种非晶态碳涂层改善了Li沉积和全电池的稳定性。

通过这种实用的非晶态碳涂层设计，研究人员展示了一种稳定的Li金属|电解质界面用于可靠锂金属电池的有效范例。

参考文献

Hua Xie, et al, Amorphous-Carbon-Coated 3D Solid Electrolyte for an Electro-Chemomechanically Stable Lithium Metal Anode in Solid-State Batteries, Nano Lett., 2021

DOI: 10.1021/acs.nanolett.1c01748

https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.1c01748