高容量富锂正极材料在锂离子电池中的实际应用在很大程度上受到与电解质的严重副反应的限制。

近日，厦门大学杨勇教授，龚正良教授报道了一种高度稳定的富锂Li₂RuO₃正极，其通过在与全固态锂电池(ASSLBs)中的硫化物固体电解质如Li₆PS₅Cl的界面处形成钝化固体电解质界面相，有效地抑制了通常在液体电解质中观察到的严重寄生界面反应和快速增加的界面阻抗。

文章要点

1）Li₂RuO₃/硫化物电解质界面的异常高的界面稳定性使得Li₂RuO₃在0.05 C速率下具有257 mAh g^-1的高可逆容量，并且具有前所未有的循环稳定性，在1 C倍率下循环1000次后容量保持率为90%。

2）研究人员通过全面的实验表征和第一性原理计算揭示了在Li₂RuO₃正极和Li₆PS₅Cl之间的界面处形成的电绝缘界面反应产物促进了稳定和钝化界面的形成，并阻止了连续的副反应。重要的是，在ASSLBs中，Li₂RuO₃的可逆氧氧化还原活性即使在600次循环后也能很好地保持，因此富Li材料的常见电压衰减也显著减少。

这些新发现证明了界面设计对于实现富锂正极材料长时间循环稳定性的关键作用。

参考文献

Yuqi Wu, et al, Highly reversible Li₂RuO₃ cathodes in sulfide-based all solid-state lithium batteries, Energy Environ. Sci., 2022

DOI: 10.1039/D2EE01067D

https://doi.org/10.1039/D2EE01067D