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薄鋰(Li)金屬的可控工程對于提高固態電池的能量密度和闡明鋰金屬負極的界面演化機制至關重要。然而，由于鋰金屬易碎且粘度高，制造薄鋰電極面臨巨大挑戰。

在此，中南大學Xiaowei Wang，Jiafeng Zhang，天津大學Ji Liang通過用三氟甲磺酸對Ta摻雜的Li₇La₃Zr₂O₁₂(LLZTO)進行簡便處理，其表面Li₂CO₃物質轉化為具有LiCF₃SO₃和LiF成分的親鋰層。

文章要點

1）親鋰層可以控制鋰金屬負極的厚度，范圍從0.78μm到30μm。準固態鋰金屬電池采用優化的7.54μm厚鋰金屬負極、商用LiNi_0.83Co_0.11Mn_0.06O₂正極，負極/正極容量比為1.1，在2.35mAcm-2和25°C下，循環壽命為500次，最終放電比容量為99mAhg-1。

2）通過對薄鋰負極進行多尺度表征，研究人員闡明了其表面、內部或Li/LLZTO界面上鋰缺乏和富鋰區域（0.78μm和7.54μm）的多維成分演變和失效機制。

參考文獻

Ji, W., Luo, B., Wang, Q. et al. Interface engineering enabling thin lithium metal electrodes down to 0.78 μm for garnet-type solid-state batteries. Nat Commun 15, 9920 (2024).

DOI：10.1038/s41467-024-54234-w

https://doi.org/10.1038/s41467-024-54234-w