由于Ti4+組分易被還原,Li1.3Al0.3Ti1.7(PO4)3(LATP)電解質面臨嚴重的結構分解和形貌劣化問題,阻礙了基于LATP的固態電池發展。鑒于此,中科院上海硅酸鹽研究所Chilin Li等提出采用具有動態穩定性的p型半導體二鉀玫棕酸鹽(K2C6O6,DKR)作為界面緩沖層來增強鋰-LATP界面的耐久性。
本文要點:
(1)這種兼具層間潤滑、電子阻擋和鋰離子傳導能力的DKR緩沖層能夠緊密附著在LATP陶瓷表面,與鋰金屬形成肖特基接觸,賦予陽極界面動態電化學穩定性、更快的Li+溶解遷移速率和更優的界面動力學特性,從而實現長期循環(超過1200小時)無枝晶的鋰沉積/剝離行為。
(2)基于該策略的LATP鋰-三氟化鐵轉化固態電池展現出更高的可逆容量(568.1 mAh·g?1)和更長循環壽命(350次)。即使在正極-電解質界面未潤濕條件下,高載量(3 mg·cm?2)FeF3仍能提供545.4 mAh·g?1的初始容量和400 mAh·g?1的可逆容量。這種動態穩定緩沖層策略為LATP基固態電池的實際應用提供了創新解決方案。
M. Lei, S. Fan, H. Wu, K. Huang, K. Chen, C. Li, Dynamically Stable Dipotassium Rhodizonate Interphase Enables NASICON-Type Electrolyte Based Li-FeF3 Conversion Batteries. Adv. Energy Mater. 2025, 2500908.
https://doi.org/10.1002/aenm.202500908