固态电池SSB（solid-state battery）被广泛推崇认为是下一代电化学能量存储的关键技术，具有更高的安全性、更高的能量密度。比如，人们认为LiNiO₂ (LNO)材料具有较高的阴极电极材料可行性，但是这种材料的商业化过程需要解决稳定问题，比如其可能与电解液发生反应。

有鉴于此，卡尔斯鲁厄理工学院Torsten Brezesinski、Yuan Ma等报道对SSB固态电池的LNO材料电化学行为进行深入研究，通过结合Li₆PS₅Cl固体电解质、Li₄Ti₅O₁₂阳极构建了首次组装了固态电池SSB。随后通过Operando表征、ex situ表征，考察了性能和电池性能的衰减原因。

本文要点：

（1）

在SSB固态电池的循环，发现LNO在45 ℃和0.2 C的倍率进行60次电池循环，比容量仍达到105 mAh/g_LNO。此外，通过在LNO修饰LiNbO₃保护层，比容量提高至153 mAh/g_LNO。

（2）

通过operando、ex situ表征技术，揭示电池初始能量损失、电池容量衰减的原因，发现这种容量衰减能够归结于Li₆PS₅Cl电解质分解、体积变化、产生的气体等多个原因。

参考文献

Yuan Ma*, Jun Hao Teo, David Kitsche, Thomas Diemant, Florian Strauss, Yanjiao Ma, Damian Goonetilleke, Jürgen Janek, Matteo Bianchini, and Torsten Brezesinski*, Cycling Performance and Limitations of LiNiO₂ in Solid-State Batteries, ACS Energy Lett. 2021, 6, 3020–3028

DOI: 10.1021/acsenergylett.1c01447

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsenergylett.1c01447