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浙大韓偉強/韓高榮EnSM：硝酸鋰誘導的穩定全固態鋰金屬電池的富Li3N-LiF界面

全固態鋰金屬電池 (ASSLMB) 在高能量密度和增強安全性方面顯示出巨大潛力。然而，無法控制的枝晶生長和有限的循環穩定性仍然阻礙了其實際應用。

在此，浙江大學韓偉強教授、韓高榮教授等人通過引入硝酸鋰（LiNO₃）在聚（環氧乙烷）（PEO）基固體電解質和鋰負極之間原位誘導了穩定的富含Li₃N-LiF的界面。

結合表面表征和分子動力學模擬研究表明，作者揭示了LiNO₃的添加促進了雙（三氟甲基磺酰基）亞胺鋰（LiTFSI）的分解，從而優先形成 LiF。富含 Li₃N-LiF的界面極大地改善了固體電解質和鋰負極之間的界面接觸，從而實現了均勻的鋰沉積。

圖1. 添加LiNO₃前后固態電解質的表征

添加LiNO₃后，PEO基電解質的臨界電流密度可以提高到> 0.9 mA cm^-2的高值。同時與LiFePO₄正極結合組裝的ASSLMB顯示出優異的循環穩定性和庫侖效率 (CE)，尤其是在0.5 C時，初始CE高達94.12%。

即使與高電位NCM111正極配對也可以提高電化學性能，在0.3 C下200次循環后容量保持率為91.4%。此外，這項工作從阻抗和過電位之間的關系的角度說明了ASSLMB中界面改性的重要性。

圖2. 固態LiFePO₄電池的電化學性能

Stable All-Solid-State Lithium Metal Batteries with Li₃N-LiF-Enriched Interface Induced by Lithium Nitrate Addition, Energy Storage Materials 2021. DOI: 10.1016/j.ensm.2021.09.002

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