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鋰金屬電池(LMBs)具有一些局限性，例如高可燃性和鋰枝晶生長。全固態LMBs (ASSLMBs)是傳統液態電解質(LE)基LMBs有前景的替代品。然而，制備具有高離子電導率和低電極-電解質界面電阻的固態電解質具有挑戰性。

韓國忠南大學Kyung Jin Lee、Hyun-Suk Kim等提出了一種基于物理和化學處理降低電極和Li_6.25La₃Zr₂Al_0.25O₁₂/聚偏二氟乙烯-共六氟丙烯復合固態復合電解質（SCE）之間界面電阻的策略。

圖1 電池的制造工藝示意圖

為在宏觀尺度上最大限度地減少界面失配，通過熱蒸發沉積鋰金屬以在SCE上形成共形薄膜。此外，SCE表面通過等離子體處理進行改性，以增加鋰金屬和固體電解質之間的鋰離子擴散路徑，從而進一步降低界面電阻。

這里選擇在先前研究中優化的a-V₂O_5-x薄膜正極用于制造高性能ASSLMBs。然后，通過滴鑄在正極上形成固態電解質。最后，通過熱蒸發將鋰金屬負極直接沉積在固態電解質上。

圖2 材料表征

制備的SCE具有高離子電導率（80°C 時為4.2×10^?4 S cm^?1）、長期穩定性和寬工作電位范圍。因此，所提出的連續生長過程大大降低了ASSLMBs的界面電阻，從而改善了電化學性能。

結果，實現了高性能ASSLMBs，其在50 °C和5 C 下容量為136.13 mAh g^-1，并具有超過1000次循環的優異循環性能。所提出的ASSLMBs制備方法有效地降低了電極-電解質界面電阻，并有望與現有的 LIBs制備工藝相結合。

圖3 電化學性能

Improved Performance of All-Solid-State Lithium Metal Batteries via Physical and Chemical Interfacial Control. Advanced Science 2021. ?DOI:?10.1002/advs.202103433

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韓國忠南大學Adv. Sci.：通過物理和化學界面控制提高全固態鋰金屬電池性能

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