硫化物电解质有望在全固态锂(Li)金属电池中实现优越的离子导电性，但同时也面临着严峻的障碍，包括内部枝晶生长和锂和潮湿空气的不稳定性。解决这些问题的先决条件是揭示Li/硫化物界面的本质。

近日，浙江工业大学陶新永教授，Jianwei Nai选择空气稳定型Li₄SnS₄ (LSS)作为典型的硫化物电解质，通过低温电子显微镜观察了锂/硫化物界面的动态演化和失效。

文章要点

1）通过直接检测随机分布的Li2S和Sn2S3晶体验证了界面寄生反应(2Li + 2Li₄SnS₄ = 5Li₂S + Sn₂S₃)的有效性。因此，通过卤化物的自扩散引入了双功能缓冲层。LSS的界面和晶界稳定，消除了Li枝晶的生长路径。

2）缓冲层使Li对称电池的耐久性(1500小时)和LiFePO4全电池的高容量保留(95%)。因此，这项工作为硫化物电解质的分层设计提供了新的见解。

参考文献

Ouwei Sheng, et al, Stabilizing Li₄SnS₄ Electrolyte from Interface to Bulk Phase with a Gradient Lithium Iodide/Polymer Layer in Lithium Metal Batteries, Nano Lett., 2022

DOI: 10.1021/acs.nanolett.2c03291

https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.2c03291