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隨著對高能安全電池的迫切需求，Li_6.4La₃Zr_1.4Ta_0.6O₁₂（LLZTO）型固態(tài)鋰金屬電池得到了快速發(fā)展。然而，Li/LLZTO界面接觸不良和循環(huán)過程中由于鋰的本征Li⁺擴散系數(shù)較低而導致的電接觸損失導致的枝晶狀鋰生長嚴重阻礙了其實際應用。

圖1. Li/LLZTO和Li-GaP/LLZTO的界面接觸示意圖

重慶大學王榮華、徐朝和等從降低鋰的表面張力和改善鋰離子擴散的角度出發(fā)，通過熔融鋰與GaP粉末反應制備了具有高潤濕性和高離子導電相Li3P的復合鋰陽極（CLA）。GaP的加入能有效降低熔融鋰的表面張力，改善CLA與LLZTO的初始界面接觸。

同時，與LiF和Li₃N相比，Li₃P具有較高的離子電導率（室溫下為 10^-4 S cm^-1）和界面能（45.64 meV ?^?2）。因此，Li₃P可將體相鋰離子快速輸送到CLA/LLZTO界面，確保在大面積容量和長期循環(huán)條件下的緊密界面接觸。

圖2.?半電池性能

此外，生成的Li₂Ga合金可作為鋰的成核位點，降低鋰的成核電位，促進鋰的均勻沉積。因此，組裝的對稱電池具有4.5Ω cm²的低面積比電阻、2.5 mA cm^?2的大臨界電流密度和5700 h的超長壽命（0.3 mA cm^?2，25°C）。同時，LiFePO₄陰極與全電池耦合后，在1C下循環(huán)490次后容量保持率高達97.32%。該工作為固態(tài)鋰金屬電池的界面問題提供了一種新的解決方案。

圖3.?全電池性能

Superionic Conductor Enabled Composite Lithium with High Ionic Conductivity and Interfacial Wettability for Solid-State Lithium Batteries. Advanced Functional Materials 2023. DOI: 10.1002/adfm.202309751

原創(chuàng)文章，作者：科研小搬磚，如若轉(zhuǎn)載，請注明來源華算科技，注明出處：http://www.xiubac.cn/index.php/2024/02/19/412be81206/

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?重大王榮華/徐朝和AFM：具有高離子導電性和界面潤濕性的復合鋰負極

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