鋰-固體電解質界面的質量對于固態鋰金屬電池的性能至關重要,特別是在低電池堆壓力下,但由于缺乏可靠的操作表征技術,其在電池操作期間的動力學仍然知之甚少。
近日,休斯頓大學Yan Yao,布朗大學Yue Qi報道了Li的進化-電解質界面的高空間分辨率使用operando掃描電子顯微鏡在現實的操作條件下。
文章要點
1)通過跟蹤Li和富Li的Li-Mg合金陽極的剝離過程,研究發現多個空隙合并成一個單一的間隙,并最終在Li中剝離界面,而空隙分裂和塌陷,以部分恢復Li-Mg中的界面接觸。
2)密度泛函理論計算表明,在金屬-電解質界面處較強的Mg-S相互作用將Mg吸引到界面,并將Li空位排斥到本體中,Li和Li-Mg剝離的壓力依賴性電壓曲線表明,由于空隙形成而導致的接觸損失,而不是Mg在界面處的積累,改善界面接觸可使全固態鋰電池在低堆壓(1 MPa)和中等倍率下穩定循環鋰-電解質界面動力學的實時可視化為固態電池界面的合理設計提供了重要見解。
參考文獻
Zhao, L., Feng, M., Wu, C. et al. Imaging the evolution of lithium-solid electrolyte interface using operando scanning electron microscopy. Nat Commun 16, 4283 (2025).
DOI:10.1038/s41467-025-59567-8
https://doi.org/10.1038/s41467-025-59567-8