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超低阻抗！中科院上硅所鹿燕，聯(lián)手溫兆銀研究員，最新AFM固態(tài)電池成果！

第一作者：Huayan Huang

通訊作者：溫兆銀，鹿燕

通訊單位：中國科學(xué)院上海硅酸鹽研究所

超低阻抗！中科院上硅所鹿燕，聯(lián)手溫兆銀研究員，最新AFM固態(tài)電池成果！

溫兆銀，現(xiàn)任中國科學(xué)院上海硅酸鹽研究所能源材料研究中心主任，固態(tài)二次電池及材料課題組長。2009年享受國務(wù)院“政府特殊津貼”，2010年入選上海市領(lǐng)軍人才，2011年獲國家科技部“十一五”國家科技計劃執(zhí)行突出貢獻獎，2012年獲得“全國優(yōu)秀科技工作者“稱號，2015年入選亞太材料科學(xué)院院士。主要研究方向：固體電解質(zhì)材料及制備科學(xué)研究，固態(tài)鋰/鈉電池及其材料研究，氫/氧離子固體電解質(zhì)及氫能技術(shù)應(yīng)用研究。

超低阻抗！中科院上硅所鹿燕，聯(lián)手溫兆銀研究員，最新AFM固態(tài)電池成果！

鹿燕，中國科學(xué)院上海硅酸鹽研究所研究員，博士生導(dǎo)師。近年承擔(dān)主要項目：1. 澳大利亞優(yōu)秀青年基金項目，2019.01-2021.12；2. 國家自然科學(xué)基金委員會面上項目，2024.01-2027.12；3. 國家重點實驗室主任基金，2022.09-2024.09；4. 山東省自然科學(xué)基金青年項目, 2022.01-2024.12。主要研究方向：高比能鋰/鈉二次電池關(guān)鍵材料設(shè)計制備及性能優(yōu)化；寬溫域液態(tài)/固態(tài)電解質(zhì)設(shè)計及性能優(yōu)化；固態(tài)鋰/鈉二次電池關(guān)鍵材料開發(fā)應(yīng)用及界面優(yōu)化。

論文速覽

固態(tài)電池（SSBs）因其高能量密度和安全性，被視為最有前景的下一代電池技術(shù)之一。然而，鋰（Li）陽極與固態(tài)電解質(zhì)之間的界面問題阻礙了SSBs的發(fā)展。其中，主要的問題是固體-固體界面接觸不足，導(dǎo)致電阻大、Li⁺擴散受阻，進而導(dǎo)致電流分布不均和鋰枝晶生長。

為了應(yīng)對這些挑戰(zhàn)，本論文的研究者構(gòu)建了一種由超細銀納米粒子（約5納米）生長在羧基化碳納米管上的銀/碳（Ag/C）復(fù)合中間層。這種設(shè)計旨在通過─COOH基團與LLZTO電解質(zhì)的堿性表面之間的反應(yīng)，將松散的物理接觸轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)鍵合接觸，從而促進Li⁺在LLZTO/Li界面的傳輸并抑制鋰枝晶的形成。

實驗結(jié)果表明，該復(fù)合中間層實現(xiàn)了0.25 Ω cm²的超低界面電阻、1.7 mA cm?2的高臨界電流密度，以及在0.5 mA cm^-2下超過2155小時的長循環(huán)穩(wěn)定性。此外，采用LiNi_0.83Co_0.12Mn_0.05O₂（NCM83）作為陰極的SSBs在0.2 C下循環(huán)超過500次，顯示出卓越的倍率性能和穩(wěn)定的循環(huán)性能。高負載SSBs在0.5 mA cm^-2下穩(wěn)定運行超過85個周期。

圖文導(dǎo)讀