人工固体电解质中间层（SEI）被广泛用于改善Li/固态电解质（SSE）界面的化学界面稳定性。然而，SEI的严重机械失效，即由不均匀Li沉积引起的Li枝晶穿透和由无限Li体积变化引起的弯曲断裂，仍然严重影响Li/SSE界面。

近日，南京大学周豪慎教授，Ping He通过CIVD方法，在Li金属上引入了Li基界面工程，作为Li和LGPS之间的SEI。

文章要点

1）所制备的LiI层具有独特的纳米结构和优异的物理/化学性能。首先，原位生成的LiI层对Li金属和LGPS电解质是化学惰性的。第二，它显示出独特的、细长的米状LiI晶体交织结构，该结构被证明提供高机械强度和优异的韧性。第三，所制备的LiI层具有可忽略的电子导电性和良好的离子导电性，这有助于锂离子与LGPS电解质的快速交换。这些特征使其能够充当LGPS和Li之间的桥梁，从而促进锂离子在Li/LGPS界面的有效传输。

2）通过对Li对称电池的电化学性能及相应的形貌、电阻、化学变化的综合研究，发现具有交织结构的LiI SEI膜能有效防止固体电解质的锂枝晶穿透和机械开裂失效，并提高电解质的化学稳定性。

3）受益于这种基于LiI的界面工程，Li/LiI/LGPS/LiI/Li对称电池在0.15 mA cm^-2下稳定工作超过800 h，并具有2.3 mA cm^-2的高CCD值。进一步，研究人员制备了具有设计的LiI层的全固态LSB，发现其在0.1 C下显示出1400 mAh g^-1的高容量，并且在室温下150次循环后显示出80.6%的高容量保持率。即使在1.35 mAh cm^-1的高面积容量和90 ℃的高温等恶劣条件下，全固态电池仍表现出1500 mAh g^-1的高容量和超过100次循环的优异稳定性，展示了其在各种应用场景中的巨大潜力。

这种简单有效的制备纳米结构人工SEI层的方法具有良好的普适性，对设计高性能全固态锂金属电池具有指导意义。

参考文献

Chun Duan, et al, Realizing compatibility of Li metal anode in all-solid-state Li-S battery by chemical iodine–vapor deposition Energy Environ. Sci., 2022

DOI: 10.1039/D2EE01358D

https://doi.org/10.1039/D2EE01358D