锂金属/固态电解质(SSE)的界面接触不良会导致高阻抗并诱发锂枝晶生长,这阻碍了固态电池(SSB)的实用性。优化SSE的表面化学已被广泛用于改善Li/SSE界面接触。然而,它们的表面微观结构是影响SSB实际性能的另一个关键因素,却很少受到关注;而相应的机制尚不清楚。
针对这一问题,天津大学Ji Liang,中南大学Jiafeng Zhang,Xiaowei Wang提出了一种“表面微观结构优化”策略,可以显着增强Li/SSE界面接触,同时量化SSB性能与SSE表面粗糙度之间的相关性,包括界面电阻、电流聚焦、临界电流密度(CCD)和锂沉积。
文章要点
1)基于这些基本认识,开发了一种低表面粗糙度的SSE,它显示出极小的界面阻抗(1.7 Ω cm2)和超长的稳定循环寿命(在0.2 mA cm−2时为4500小时)。
这项工作不仅全面展示了SSE的表面微观结构与其电池性能之间的基本关系,而且还提出了对陶瓷SSE的表面动力学调制以实现无枝晶SSB的新见解。
参考文献
Weijie Ji, et al, Revealing the Influence of Surface Microstructure on Li Wettability and Interfacial Ionic Transportation for Garnet-Type Electrolytes, Adv. Energy Mater. 2023
DOI: 10.1002/aenm.202300165
https://doi.org/10.1002/aenm.202300165