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傳統鋰離子電池中有機電解液在高溫下的易揮發性和可燃性給動力電池帶來嚴重的安全隱患，而且電池中不可控的鋰枝晶生長使鋰電池存在短路風險。採用固態電解質替代傳統有機液態電解質不僅能夠提高電池的安全性，而且有助於增加鋰電池的能量密度和功率密度。然而，固態電解質與電極之間的界面接觸問題（如界面阻抗，界面反應）是固態電解質實用化進程中亟待解決的重要課題。
針對上述問題，西安交通大學化工學院唐偉教授團隊與新加坡國立大學化學與生物工程系鄭光遠助理教授、北京航空航天大學繆奶華副教授合作，聯合報導了一種3Li2P2P2S5-LiTFSI-PVDF複合固態電解質（SLCSE）。該複合固態電解質在電池充放電過程中，能夠在鋰金屬負極表面原位生成一種含Li2S修飾的界面層。實驗結果顯示該界面層能夠減緩複合固態電解質中PVDF的分解。結合理論計算發現該界面層還可以同時提升複合固態電解質與電極之間的界面接觸性能，並降低鋰離子通過界面層的勢壘，有效改善了鋰在負極的沉積均勻性，從而抑制鋰枝晶的生長。
這項工作展示了一種在固態電解質和鋰負極之間原位生成界面層的新策略，為解決固態電解質與電極之間的界面接觸問題提供了新方法。近日，該研究成果以「Stabilizing a Lithium Metal Battery by an In Situ Li2Smodified Interfacial Layer via Amorphous-Sulfide Composite Solid Electrolyte」為題發表在國際權威期刊《納米快報》上（Nano Letters，影響因子11.238）。
論文連結：
https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.nanolett.0c03395
西安交通大學化學工程與技術學院為本文的第一通訊單位，賴陳博士為該論文第一作者，唐偉教授、繆奶華副教授以及Guangyuan Wesley Zheng助理教授為共同通訊作者。該工作得到中國博士後科學基金、國家自然科學基金、陝西省重點研發計劃等項目的資助，新加坡國立大學化學與生物工程系測試分析中心和西安交通大學分析測試中心提供了大量測試表徵支持。
本文來自「西安交通大學」。
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