具有内置电场的Li-In-S复合箔，用于稳定Li/Li6PS5Cl界面，以实现长寿命全固态电池

《Nature Communications》：Li-In-S composite foil with built-in electric fields to stabilize Li/Li6PS5Cl interface for long-life all-solid-state batteries

　　

摘要

基于硫化物的全固态锂电池因其高安全性和高能量密度而展现出巨大潜力，但严重受到硫化物电解质与锂离子界面不稳定性的影响，导致循环寿命较短。本文提出了一种由Li₂S、Li_xIn和LiInS₂组成的Li-In-S复合箔，通过构建内置电场来稳定Li/Li₆PS₅Cl界面，从而实现长寿命的全固态锂电池。Li₂S与Li_xIn之间的功函数差异在异质界面产生内置电场，这些电场能够捕获界面电子并限制其向Li₆PS₅Cl的转移，从而抑制界面副反应。同时，内置电场促进Li⁺的吸附和扩散，抑制锂枝晶的生长。采用这种结构的对称电池在1 mA/cm^{?2?2₂和LiNi_0.8Co_0.1Mn_0.1（NCM811）正极的全电池在1 C电流下经过2000次循环后容量保持率为93%，在1 C电流下经过1000次循环后容量保持率为87.7%。此外，Li-In-S|Li₆PS₅Cl|NCM811全电池在4 C电流下的倍率性能也表现出色。这项工作为全固态电池中稳定界面的设计提供了有益的见解。}