固态电池比液体电解质锂离子电池有更高的能量密度和更好的安全性。然而，在高温下，固体电解质和正极之间的界面是不稳定的，这是烧结过程中所需的，以实现陶瓷组件之间的良好结合。

近日，麻省理工学院Bilge Yildiz报道了气体环境，特别是CO₂的存在，是决定固体电解质-正极界面稳定性的关键。研究人员以Li₇La₃Zr₂O₁₂（LLZO）固体电解质和LiNi_0.6Mn_0.2Co_0.2O₂薄膜正极为模型系统，系统地探讨了气体种类对界面的影响。

文章要点

1）通过X射线吸收光谱、X射线衍射和吉布斯自由能分析，研究人员确定了界面形成的有害相及其形成条件。

2）为了在不形成第二相的情况下在LLZO|正极界面获得良好的接触，在烧结过程中去除CO₂和最小化H₂O(g)至关重要。而在氧气环境中烧结是理想的，具有优异的化学稳定性和低的界面电阻。在氮气中也不会形成第二相，但在高温下会发生氧损失。在纯O₂中烧结得到的界面电阻与有保护层的LLZO界面的最低值相当，但这里不需要界面涂层。

参考文献

Younggyu Kim, et al, Avoiding CO₂ Improves Thermal Stability at the Interface of Li₇La₃Zr₂O₁₂ Electrolyte with Layered Oxide Cathodes, Adv. Energy Mater. 2022

DOI: 10.1002/aenm.202102741

https://doi.org/10.1002/aenm.202102741