近日，环境与化学工程学院蒋永、赵兵钻研员课题组在国际驰名期刊《Energy Storage Materials》（最新影响因子：20.4）上颁发硫化物全固态电池最新钻研成就，论文标题为“An optimizing hybrid interface architecture for unleashing the potential of sulfide-based all-solid-state battery” 。
近年来，硫化物基全固态锂金属电池由于其潜在的高能量密度受到宽泛关注 。硫化物固体电解质（LPS）以其高离子电导率和优良机械机能的显著结合而闻名，被以为是最有远景的固态电解质资料 。然而，锂金属和硫化物固体电解质之间较大接触电阻和界面反映一向是造约硫化物全固态电池利用的重要挑战 。
图1 本工作设计的拥有Li-Ga/LiCl (LGC)界面层的全固态锂电池的示意图 。
课题组首先通过理论推算提出了一种合理的设计步骤来获得不变的Li/LPS界面，随后选取单一、低成本的战术在Li/LPS之间构建了怪异的亲锂/高界面能Li-Ga/LiCl（LGC）界面层，因混合界面中LiCl拥有高界面能和电子绝缘性，锂枝晶得以有效的抑造；Li-Ga合金相则拥有优异的亲锂性和相对低的扩散势垒，能够提供均匀的电场散布并诱导Li+的急剧传导，从而实现Li/LPS界面的致密化、低界面阻抗和全电池优异的循环不变性 。这项工作为实现高机能硫化物固态锂金属电池提供了一种基于理论推算的合理设计步骤 。
图2 人为混合LGC界面层的设计道理及理论评估
本论文工作由亿万先生MR环境与工程学院独立实现，环化学院蒋永钻研员、徐毅副教授、赵兵钻研员为共同通讯作者，第一作者为博士生时亚茹 。该项工作得到国度天然科学基金（22179080, 22379091）、上海市创新团队的支持 。
赵兵、蒋永课题组作为国内最早针对硫化物全固态电池发展钻研的团队之一，近几年萦绕硫化物电解造备和电解质/电极相容性钻研获得系列成就：液相法宏量造备硫化物固态电解质（Chemical Engineering Journal, 2020, 393, 124706）、阴阳离子掺杂提高离子电导率及空气不变性（Nano Energy, 2021, 84, 105906）、锂负极；ぃ‥nergy Storage Materials, 2023, 54, 885-894.）、锂负极/电解质界面建饰层（Chemical Engineering Journal, 2022, 429, 132411）等 。目前在推动全固态软包电池的试造和工艺优化钻研工作 。
论文链接：https://doi.org/10.1016/j.ensm.2023.103009
