由固化正極、電解質和鋰金屬負極組成的全固態電池（ASSB）由于其出色的穩定性和實現高能量密度的期望而備受關注。然而，鋰枝晶生長、化學機械退化和界面不穩定性阻礙了其永久運行，導致鋰耗盡、電阻增加和內部短路。

在此，韓國電子技術研究所（KERI）Byung Gon Kim等人首次報道了氮化鋰 (Li₃N) 犧牲正極與無鋰In層相結合對ASSB循環性能的影響。通過對電池的原位氣體放出和內部壓力變化分析，發現與液體電解質電池一樣，Li₃N的分解補償了電池中副反應消耗的活性鋰。

此外，還證明了通過額外提供的鋰通過In的體積膨脹來改善粒子間接觸以及通過無枝晶In層改善在負極側的界面穩定性，是改善ASSB循環性能的主要原因。

圖1. 犧牲正極對ASSBs電化學性能的影響

由于對消耗的Li進行了足夠的補償，通過In的體積膨脹增加了內部壓力，以及穩定的固態電解質（SE）/In界面，LiNi_0.6Co_0.2Mn_0.2O₂ (NCM, 高負載量≈22.7 mg cm^-2) 電池在超過160次循環中表現出優異的循環穩定性。

此外，還證實 In 層沒有枝晶生長，并有助于與硫化物SE形成穩定的界面，從而實現長期循環而不會出現電池故障。本研究傳達了一個有意義的信息，即考慮鋰補償和內部壓力控制以及能夠防止鋰沉積不均勻和減輕界面寄生反應的穩定負極的電池設計對于硫化物ASSB的穩定循環至關重要。

圖2. 電池內部壓力的重要性和Li₃N添加的有效性

Stable Cycling of All-Solid-State Batteries with Sacrificial Cathode and Lithium-Free Indium Layer, Advanced Functional Materials 2021. DOI: 10.1002/adfm.202108203