使用锂(Li)金属负极和固态电解质(SSEs)的固态电池(SSBs)可以提高能量密度，并且通过去除易燃的液体电解质，提高安全性。Argyrodite型Li₆PS₅Cl陶瓷是一种有吸引力的候选SSE材料，因为它在室温下具有高离子电导率(> 1 mS cm^-1)和相对可延展的机械性能。然而，SSE和Li金属界面之间的接触问题阻碍了固态锂金属电池的实际发展。

近日，牛津大学Chris R.M. Grovenor，Jin Su用射频溅射法在Li₆PS₅Cl和Li金属负极之间生长薄的LiPON中间层。

文章要点

1）在25和30 ℃下，LiPON薄中间层对于锂离子电导率分别显示出0.69和0.98 μS cm^-1的离子电导率，这有利于锂离子穿过SSEs和Li金属之间的界面的快速传输。具有LiPON中间层的Li₆PS₅Cl也显示出与加热的Li金属的优异的润湿相互作用，因此降低了界面电阻（1.3 Ω cm^-2）。

2）Li/LiPON/Li₆PS₅Cl/LiPON/Li对称电池达到了4.1 mA cm^-2的高临界电流密度值，并在0.5 mA cm^-2的30 ℃下稳定循环超过1000小时。Li/LiPON/Li₆PS₅Cl/LiPON/Li对称电池的优异性能归因于LiPON中间层促进了均匀的Li镀层/剥离。

这项研究展示了一种令人鼓舞的设计，改善了银矿硫化物和锂金属负极之间的润湿性、离子电导率和界面稳定性，并为改善固态锂金属电池的性能提供了一种有前景的策略。

参考文献

Jin Su, et al, Interfacial Modification between Argyrodite-type Solid-State Electrolytes and Li Metal Anodes using LiPON Interlayers, Energy Environ. Sci., 2022

DOI: 10.1039/D2EE01390H

https://doi.org/10.1039/D2EE01390H