【儀表網 研發快訊】全固態電池(ASSBs)，尤其是那些采用無鋰負極甚至無負極構型的電池，因其高安全性和高能量密度而受到廣泛關注。然而，在沒有鋰庫存的情況下，化學機械降解通常會降低無鋰負極全固態電池的循環壽命和能量。
 

　　近日，南京大學郭少華、周豪慎團隊開發了預鋰化劑Li5FeO4(LFO)涂覆富鎳層狀氧化物，作為無鋰負極ASSBs的正極。涂覆的LFO可作為界面保護層，防止高度氧化的富鎳正極與硫化物固態電解質(SSE)發生反應，減輕富鎳正極的結構降解和SSE的分解，從而實現出色的循環壽命。在無鋰負極ASSBs的正極涂覆LFO后，可逆容量從174.7 mAh g-1提高到199.7 mAh g-1，100次循環后的容量保持率從33.8%提高到84.8%。此外，配備LFO-NCM正極的無鋰銦層負極全固態軟包電池實現了106.2 mAh的可逆容量，并在100個循環中保持了可逆的(脫)鋰化。配備LFO-NCM正極的無鋰硅負極全固態軟包電池可以獲得1.1 Ah的放電容量和高達440 Wh kg−1的高能量密度(基于復合正極、無鋰硅負極和SSE膜的總質量)。工作表明，對于使用無鋰負極和基于硫化物的SSE的ASSBs來說，使用預鋰化劑和保護層兩者對于獲得高能量密度和穩定的循環壽命也很重要。
 

預鋰化和界面保護的示意圖
 

　　該論文由現代工學院郭少華教授和周豪慎教授團隊完成，以“Integrating Prelithiation and Interface Protection to Achieve High-Energy All-Solid-State Batteries”為題于2024年10月12日在線發表在國際知名期刊《Angewandte Chemie International Edition》上。南京大學現代工學院博士生徐向群和研究員褚世勇為論文共同第一作者，南京大學現代工學院郭少華教授與周豪慎教授為通訊作者。該項工作得到了國家重點研發計劃、國家自然科學基金委、江蘇省自然科學基金委等的支持。
 

　　論文信息
 

　　Title: Integrating Prelithiation and Interface Protection to Achieve High-Energy All-Solid-State Batteries
 

　　Authors:Xiangqun Xu, Shiyong Chu, Sheng Xu, Haoyu Li, Chuanchao Sheng, Mingxia Dong, Shaohua Guo, Haoshen Zhou
 

　　Angewandte Chemie International Edition